绿色氢气质量基础设施路线图
全球氢气市场发展
- 全球气候危机要求所有经济部门在2050年或之前实现净零排放。氢气将成为难以减排行业(如航运、航空、钢铁等)实现净零排放的关键。
- IRENA 1.5°C情景预测,到2030年绿氢和蓝氢产量需达到每年1.25亿吨(Mtpa),到2050年达到5.23亿吨。
- 氢气贸易将增长,部分通过管道运输,部分以氨和甲醇等氢衍生产品形式出现。
- 氨是重要的化工产品,主要用于合成氮肥,全球氨市场可能达到688 Mt,可再生氨在农业、海运燃料以及氢气载体方面有广泛应用。
- 甲醇是化工行业的重要大宗商品,用于生产甲醛和塑料,全球甲醇市场可能达到1.4亿吨,可再生甲醇与现有甲醇分销基础设施兼容,但成本更高。
质量基础设施
- 质量基础设施(QI)是确保产品质量、安全性和可持续性的组织、政策、法律框架和实践系统。
- QI体系要素包括:标准化、计量、认证、合格评定(测试、认证、检验、验证和确认)以及市场监管。
- 国家质量基础设施体系由相互关联且互补的组成部分构成,并与国际质量基础设施体系建立联系。
绿色氢气的优质基础设施服务
- 绿色氢价值链包括:可再生能源发电、氢气生产、分配和利用。
- QI服务金字塔模型分为三个级别:
- 第一级(基础服务):确保可再生能源发电的质量和安全,涉及电力和天然气分配与使用质量,以及组件质量及安装和运行的安全性。大多数国家已建立较为完善的基础服务。
- 第二级(中高级服务):确保可再生能源发电、电能和天然气(尤其是天然气)的分配与使用质量及可持续性,以及氢含量超过20%的气体混合物的安全生产、分配/运输和使用。许多国家尚未提供或未能满足这些服务的要求。
- 第三级(高级服务):确保绿色氢气生产、运输、分配、贸易和使用过程中的安全、质量和可持续性。许多具体的QI服务仍在开发中。
- 国家可全国性发展QI服务,或通过与其他国家合作满足需求。
- 标准化:建立绿色氢气价值链中产品、实践和服务的通用标准,促进贸易、技术转移和效率提升。国家标准化机构应积极参与国际标准化组织活动,并建立国家级镜像委员会。
- 计量学:确保绿色氢气的准确性和可追溯性,由国家计量院(NMI)提供,包括校准、测量和建立可追溯性等服务。
- 测试:测试实验室提供对存储罐、组件和过程进行测试的关键服务,确保安全运行和所需气体质量。
- 认证、检验、验证和确认:基于国际认可的标准,评估产品、服务、过程、人员或系统是否满足特定要求。
- 技术规定:监管措施旨在确保天然气、电力以及绿色氢气行业在整个价值链中的安全性和完整性,保护消费者,设定最低服务标准,并防止可能产生的负面影响。
绿色氢的质量基础设施路线图
- 路线图包含五个步骤:
- 评估绿色氢潜力
- 制定国家氢战略
- 评估国家QI系统
- QI服务产品和需求评估
- QI开发行动计划
- 路线图应用突尼斯案例研究,突尼斯计划到2050年生产800万吨绿色氢气,主要出口到欧洲。
考虑具体国情的质量基础设施支持
- 政策制定者和行业利益相关者应采取以下措施支持QI发展:
- 制定适当的政策框架
- 在发展绿色氢部门的同时支持QI
- 采取整体方法开发质量基础设施
- 促进绿色氢部门与QI组织之间的交流与合作
- 根据国情确定具体的优先事项
- 基于现有国际标准的质量基础设施
- 参加区域和国际论坛和组织
- 促进能力建设
- 国际质量机构应参与定义培训领域,并确定如何将这些领域纳入法律法规框架。
- 政策制定者需要确保其质量倡议(QI)努力包括培养能够监督氢价值链不同组件的安装、操作和维护的人才。