电子燃料在脱碳运输中的作用 国际能源机构IEA 检查全光谱能源问题 ， 包括石油 ， 天然气和煤炭的供需 ， 可再生能源技术 ， 电力市场 ， 能源效率 ， 能源获取 ， 需求方管理等等。通过其工作 ， IEA 倡导将提高能源可靠性 ， 可负担性和可持续性的政策31成员国,13 协会国家和超越。本出版物和此处包含的任何地图均不影响任何领土的地位或主权 ， 国际边界和边界的划定以及任何领土 ， 城市或地区的名称。资料来源 ： 国际能源机构。国际能源署网站 ： www. iea. orgIEA 成员国 ：澳大利亚奥地利比利时加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰意大利日本韩国立陶宛卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙瑞典瑞士蒂尔基耶共和国英国美国欧盟委员会还参与了 IEA 的工作IEA 协会国家 ：阿根廷巴西中国埃及印度印度尼西亚肯尼亚摩洛哥塞内加尔新加坡南非泰国乌克兰 电子燃料在脱碳运输中的作用AbstractP年龄| PAGE3Abstract在这十年中 ， 快速部署低排放燃料对于加速运输部门的脱碳至关重要。公路运输部门有重要的电气化机会 ， 而航空和海洋部门的脱碳继续更加依赖基于燃料的解决方案。从电解氢或电子燃料获得的燃料可能是一种可行的途径，并在 2030 年之前迅速扩大规模，这得益于廉价可再生电力的大规模扩张和预期的电解槽成本降低。低排放电子燃料可以增加航空和航运可用的脱碳选择的多样化，并且与生物燃料生产存在巨大的潜在协同作用，特别是以生物 CO 的形式。2利用率。这份新的 IEA 报告对一系列新兴的电子燃料技术进行了技术经济评估。它评估了到 2030 年实现航空和航运电子燃料 10 ％ 份额的宏伟目标在所需的成本降低 ， 资源和基础设施投资方面的影响。IEA. CC BY 4.0 。 电子燃料在脱碳运输中的作用AcknowledgementsP年龄| PAGE4致谢、贡献者和学分《电子燃料在脱碳运输中的作用》报告由国际能源机构能源市场和安全局石油工业和市场司和可再生能源司联合编写。该研究是由可再生能源部 （ RED ） 负责人 Paolo Fral 和石油工业和市场部 （ OIM ） 负责人 Toril Bosoi 设计和指导的，他们也协调了报告的制作。这项工作得益于能源市场和安全 （ EMS ） 总监 Keise Sadamori 的战略指导。高级能源分析师 (RED) Ila Hala 领导了这项分析，也是该报告的主要作者。其他作者是 Jose Bermdez Meedez，Toril Bosoi，Alexader Bressers，Fracois Bries，Elizabeth Coelly，Joel Cose，Larece Cret，Mathilde Fajardy，Ciar á Healy，Jeremy Moorhose 和 Yogs Om 。詹妮弗 · 汤姆森提供统计支持和研究援助。Deve Mooeesawmy 和 Arielle Fracis 提供了必要的支持。IEA 的高级管理层和同事提供了宝贵的意见和反馈 ， 包括 Timur G ü l ， Uwe Remme ， Simon Bennett ， David Martin ， Ronan Graham 和 Ilias Atigui 。IEA 通信和数字办公室提供了生产支持。特别感谢 Jethro Mullen 和他的团队 ； Astrid Dumond ， Oliver Joy ， Therese Walsh 和 Clara Vallois 。 Diane Munro 编辑了报告。IEA 以外的许多专家提供了意见 ， 并审查了报告的初稿。他们的意见和建议非常有价值。它们包括 ：亚当 · 贝林 - 斯特恩碳工程Marc Bednarz CWP GlobalHerib Blanco 独立分析师Angelique Brunon TotalEnergiesGabriel Castellanos IMOPierpaolo Cazzola 哥伦比亚大学 Nadiya Danilina - Schmidt TotalEnergies阿尔伯塔大学Matthias Deutsch Agora 能源转型迈克尔 · 德怀尔能源信息管理局 (美国)IEA. CC BY 4.0 。 电子燃料在脱碳运输中的作用AcknowledgementsP年龄| PAGE5Anselm Eisentraut NesteJacinthe Frecon Axens托马斯Garbe大众 Andres Guzman Valderrama KAPSARC John B ø gild Hansen TopsoeSebastian Hirsz BPZaffar Hussain Agora 能源转型Leandro Janke Agora 能源转型Caroline Jung Carbon Engineering阿斯马拉 · 克莱因托普索安德烈亚斯 · 科普夫 ITFVittorio Manente Aramco 海外公司 B. V.长井武彦经济产业部(日本)Ulf Neuling Agora VerkehrswendeTakashi Nomura ToyotaTorben N ø rgaard M ä rsk Mc - Kinney M ø ller 零碳运输中心日本驻经合组织常驻代表团塞德里克 · 菲利普法国国际关系学院马泰奥 · 普鲁西都灵理工大学Fr é d é rique Rigas 空中客车Sebastien Roche TotalEnergiesJean - Marc Sohier Concawe罗伯特 · 斯派塞 BPZolt á n Szab ó 乙醇欧洲Jacob Teter 独立分析师Ram Vijayagopal Argonne 国家实验室王伯君 IATAIEA. CC BY 4.0 。 电子燃料在脱碳运输中的作用目录P年龄| PAGE6目录执行摘要 7第 1 章导言 10第 2 章脱碳趋势 13运输燃料需求 13跟踪运输脱碳 15生物燃料供应潜力 16第三章现状与展望 20什么是电子燃料 ？ 20当前状态 22宣布项目 22地理分布 25政策环境 27第 4 章. 生产成本 33厂房投资 33电价 34圈养可再生能源 37CO 成本₂原料 39热集成 41创新 43第 5 章. 部署分析 46航空用 10% 电子燃料 4610% 电子燃料运输 53第 6 章. 所需资源 60低排放电力 60电解槽容量 61CO₂原料 62散装材料和关键矿物 63水要求 66土地要求 68预期提前期 69第 7 章政策考虑 70附件 73缩写和首字母缩略词 73度量单位 74IEA. CC BY 4.0 。 电子燃料在脱碳运输中的作用执行摘要执行摘要在这十年中 ， 快速部署低排放燃料对于加速运输部门的脱碳至关重要。通过提高燃油效率和电动汽车 （ EV ） 的销售激增，道路运输中的化石燃料需求可能会大幅减少。与此同时，航空和海洋部门继续更加依赖基于燃料的脱碳解决方案。可持续航空燃料正日益成为航空燃料组合的一部分，而新船的订单正显示出替代燃料的趋势。从电解氢或电子燃料中获得的燃料可能是可行的途径 ， 并在 2030 年之前迅速扩大规模， 以廉价可再生电力的大规模扩张和预期的电解槽成本降低为基础。这项研究不是情景分析，而是对一系列新兴电子燃料技术的技术经济评估。它评估了到 2030 年实现航空和航运电子燃料 10 ％ 份额的雄心勃勃的目标在所需的成本削减，资源和基础设施投资方面的影响。低排放电子燃料可以增加可用于运输的脱碳选择的多样化。电子燃料是低排放燃料，当它们的氢是使用低排放电力生产的，并且任何碳输入都是以导致低生命周期温室气体排放的方式获得的。在运输方面，低排放电子燃料为可持续生物燃料提供了补充解决方案。特别是在航空领域，电子燃料得益于其使用现有运输、储存、分销基础设施和最终用途设备的能力。低排放电子燃料目前的生产成本很高 ， 但到 2030 年 ， 它们与化石燃料的成本差距可能会大大减少。到本世纪末，由于实现了当前全球宣布的电解槽项目，利用高质量的可再生资源和优化的项目设计，实现了成本的降低，低排放的电子煤油的成本可以降低到 50 美元 / 吉焦 （ 2 150 美元 / 吨 ），这将使其能够与基于生物质的可持续航空燃料竞争。低排放电子甲醇的成本可降至 35 美元 / 吉焦 (700 美元 / 吨)，电子氨的成本可降至 30 美元 / 吉焦 (550 美元 / 吨)，使其成本与 2010 - 2020 年期间作为化学商品的化石甲醇和氨价格的高端相当，并为其用作运输的低排放燃料打开了大门。此外, 用于航空的电子燃料的生产还导致作为副产物产生的电子汽油的量不可忽略。P年龄|IEA. CC BY 4.0 。 电子燃料在脱碳运输中的作用执行摘要低排放电子燃料虽然在 2030 年仍然很昂贵 ， 但对运输价格的影响有限 ， 只占 10% 。以 50 美元 / GJ 的成本，电子煤油将使使用 10 ％ 电子燃料的航班票价仅提高 5 ％ 。尽管电子甲醇和电子氨的生产成本比电子煤油便宜，但它们作为运输燃料的广泛使用将需要对兼容的燃料基础设施和船舶进行大量投资。100 ％ 电子氨或电子甲醇燃料集装箱船的总拥有成本将比使用化石燃料的常规集装箱船高 75 ％ 。尽管大幅增加，但额外成本仅占集装箱运输货物典型价值的 1 - 2 ％ 。由于几个转化步骤和相关的损失, 电子燃料的生产通常受到低效率的影响, 导致高资源和 / 或基础设施需求。到 2030 年，生产大量低排放电子燃料可能会引发每年约 2 000 TWh 的可再生电力需求。虽然显着增加，但在 IEA 的国家政策方案 （ STEPS ） 中，这将是十年来低排放电力增长的五分之一左右，而在宣布的承诺方案 （ APS ） 和 2050 年的净零排放方案 （ NZE 方案 ） 中，这一比例较低。低排放电子燃料的生产还可以释放偏远地区的巨大潜力，这些地区拥有高质量的可再生资源和可用于大型项目开发的大量土地，否则这些土地将不会有高电力需求。相比之下，要在航空和航运中实现 10 ％ 的电子燃料份额，需要大幅增加电解槽制造，因为这将需要超过 400 吉瓦的电解槽容量，相当于到 2030 年全球电解槽项目管道的整体规模。加快运输低排放电子燃料的部署将需要在加油基础设施和船舶上进行大量投资。要实现 10% 的运输份额，每年需要约 70 万吨的电子氨或电子甲醇。这是目前全球氨交易量的 3.5 倍或甲醇交易量的两倍。航运能力的额外累计投资将达到 300 - 750 亿美元，这取决于投资如何在氨和甲醇船舶之间分配。这将占 2023 - 2030 年期间累计造船市场规模的不到 5% 的份额。同样，加油基础设施的增量投资预计将达到 100 - 300 亿美元。含碳的低排放电子煤油和电子甲醇将需要大量增加 CO₂利用率。与生物燃料生产存在显著的潜在协同作用 ， 因为副产品 CO2来自生物乙醇和生物甲烷工厂的产品是最便宜的 (20 - 30 美元 / 吨 CO2） 来源。此外 ， 来自可持续的生物来源 ， 它们能够生产低生命周期温室气体排放电子燃料。P年龄|IEA. CC BY 4.0 。 电子燃料在脱碳运输中的作用执行摘要约 200 Mt CO₂将需要生产 10% 的航空电子煤油份额 ， 以及 150Mt CO₂ 如果所有产品都以电子甲醇的形式生产 10% 的运输份额。不可能单独从低成本生物来源提供这种组合量, 但可以从制浆中补充, 尽管成本更高。在任何情况下, 利用这种当前未开发的资源将需要从生物源的当前捕获体积的 100 倍以上的大规模扩展。访问 CO₂是含碳低排放电子燃料的重要制约因素 ， 而电子氨的情况并非如此。The best wind and solar resources are not necessary