2024年绿色氢气质量基础设施路线图

© IRENA 2024 除非另有说明，本出版物中的材料可以自由使用、分享、复制、复制、打印和/或存储，但必须适当承认IRENA作为来源和版权持有者。本出版物中归因于第三方的材料可能受其他使用条款和限制约束，在使用此类材料之前可能需要获得这些第三方的适当许可。 ISBN: 978-92-9260-639-8 引用：国际可再生能源署（IRENA）（2024），阿布扎比。绿色氢气的质量基础设施路线图。 关于 IRENA 国际可再生能源署（IRENA）作为国际交流合作的主要平台、卓越中心、政策、技术、资源和金融知识的存储库以及推动全球能源系统转型的实际行动驱动力。作为一个于2011年成立的全球政府间组织，IRENA推动各种形式可再生能源（包括生物能源、地热能、水能、海洋能、太阳能和风能）的广泛应用和可持续使用，以促进可持续发展、能源获取、能源安全以及低碳经济的增长和繁荣。www. irena. org 关于 Physikalisch - Technische Bundesanstalt (PTB) 德国物理技术研究院（PTB）是德国的国家计量院。PTB在计量学领域开展研究，以造福社会、贸易和工业以及科学界，并就所有计量问题为德国联邦政府提供咨询。国际上，PTB支持发展中国家和新兴国家在基于需求和国际认可的质量基础设施的发展和应用方面的工作。 Acknowledgements 本报告由国际可再生能源署（IRENA）的Jaidev Dhavle、Arno van den Bos以及Ferdinand Consultants的Niels Ferdinand共同撰写，在国际可再生能源署（IRENA）的Francisco Boshell和IRENA创新与技术中心总监Roland Roesch的指导下完成。 本出版物是国际可再生能源署（IRENA）与物理技术研究院（PTB）合作项目“绿色氢气的质量基础设施：可再生氢气生产与贸易的技术标准和质量控制”的输出成果，得到了以下人员 invaluable 的输入和支持：Gayathri Prakash（国际可再生能源署）、James Walker（国际可再生能源署）、Francesco Pasemini（前国际可再生能源署）、Jeffrey Tchouambe（前国际可再生能源署）、Carl Felix Wolff（物理技术研究院）；Ulf Seiler（物理技术研究院）；Iris Nadolny（前物理技术研究院）；Jana Bante（德国国际合作组织BMZ）；Andrea Ulrich（前德国国际合作组织BMZ）；以及Maria Llaurado（费尔迪南德咨询公司）。 对于互补的突尼斯案例研究的发展，我们对以下同事表示感谢：弗朗齐沙·施廷德（PTB）；阿梅尔·萨姆蒂（PTB）；奥里达·查拉瓦蒂（突尼斯矿业和工业部）；巴克丝·杰拉德（突尼斯矿业和工业部）；阿马尔·图尔基（突尼斯矿业和工业部）；以及纳达·埃尔哈加尔（突尼斯矿业和工业部）。 报告还得益于以下IRENA同事的贡献和审阅：保罗·科莫尔；扎法尔·萨马多夫；阿卜杜拉·法哈德；Emmanuele Bianco(前 IRENA) 有价值的外部评审、建议和意见由以下人员提供：Andrei Tchouvelev（氢理事会）；Martins Thedens（IEC）；Chris Agius（IEC）；Maria Sandqvist（ISO）；Mortiz Ackermann（PTB）、Berts Anders（PTB）、Detlev Markus（PTB）、Michael Beyer（PTB）、Mortiz Ackermann（PTB）、Christian Gönther（PTB）、Mario Antonio Sandoval（UNIDO）、Lydia Vogt（DIN）、Florian Konert（联邦材料研究所与测试机构）、Milos B Djukic（贝尔格莱德大学）、Oscar Pearce（氨能源协会）、Victoria Monsma（DNV GL）、Annarita Baldan（EURAMET）、Lutz Schaefer（BMZ）、Maria Varbeva-Daley（UKAS）、Abbey Dorian（英国标准协会）、Ben Rowton（国家物理实验室）和Gareth Hinds（国家物理实验室） 国际可再生能源署感谢在2023年创新周组织的质量基础设施研讨会上参会者提供的意见和建议。 国际可再生能源署感谢德国联邦经济合作与发展部提供的慷慨支持。 出版和编辑支持由弗朗西斯·菲尔德和斯蒂芬妮·克拉克提供。技术审查由保罗·科莫尔进行。报告由费雷·梅奇格编辑，设计由战略议程提供。 免责声明 本出版物及其内容“原样提供”。国际可再生能源署（IRENA）已采取合理措施验证本出版物中材料的可靠性。然而，IRENA及其任何官员、代理、数据或第三方内容提供商均不提供任何形式的明示或暗示的担保，并不对本出版物或其中的内容使用产生的任何后果承担任何责任或义务。 此处包含的信息并不一定代表IRENA所有成员的观点。提及特定公司或某些项目或产品，并不意味着这些公司、项目或产品得到了IRENA的推崇或推荐，而不提及类似性质的其他公司、项目或产品。本文件中使用的任何设计ations和呈现方式，并不意味着表达IRENA对任何地区、国家、领土、城市或区域及其当局的法律地位的意见，也不意味着表达对边界或边界的划分意见。 Contents Figures Boxes 表格缩写执行摘要 1. Introduction2. 全球氢气市场的发展13 2.1 氢贸易142.2 氨152.3 甲醇15 3. 质量基础设施 ： 为可持续发展奠定基础绿色氢部门 16 3.1 质量基础设施体系要素163.2 国家质量基础设施体系及其国际关系18 4. 绿色氢气的优质基础设施服务 21 4.1 绿色氢价值链沿线质量基础设施概述214.2 绿氢sector的质量基础设施发展和专业化水平 234.3 全国范围内或通过其他国家的服务满足高质量基础设施的需求 274.4 标准化274.5 计量学334.6 试验374.7 认证、检验、验证和确认404.8 认证444.9 技术规定464.10 QI 对绿色氢发展的贡献52 5. 绿色氢的质量基础设施路线图 57 5.1 步骤 1 - 评估绿色氢的潜力585.2 步骤 2 - 制定国家氢战略585.3 第 3 步 - 评估国家 QI 系统615.4 第 4 步 - 优质基础设施服务产品和需求评估645.5 步骤 5 - 质量基础设施开发行动计划66 6. 考虑特定国家 / 地区的支持质量基础设施条件 ： 一般建议 参考文献 数字 101322245759626568图 3 质量基础设施生态系统概述 19图 12050 年要求的减排 - 1.5 ° C 情景图 22050 年 1.5 ° C 情景下的能源结构图 4绿色氢价值链沿线的质量基础设施图 5高质量基础设施服务的发展和专业化水平 ， 以支持绿色氢部门图 6绿色氢质量基础设施路线图图 7可再生能源潜力的类型图 8PTB - 世界银行快速诊断工具在检测领域的结果图 9优质基础设施建设与国家绿色氢战略的重点保持一致图 10制定切实行动计划的质量考虑因素 盒子 Box 1最近 IRENA 关于氢的出版物12Box 2氢输送管道利用的质量基础设施注意事项54Box 3突尼斯国家氢战略要点60Box 4突尼斯质量基础设施的现状63 Tables 表 1在金字塔模型的三个层次上考虑的特定部门要求25表 2标准化检查表29表 3计量检查表34表 4测试检查表37表 5认证、检验、验证和验证清单41表 6鉴定核对表45表 7技术规范检查表47表 8突尼斯计量短期、中期和长期行动计划69 缩写 2国民社 (突尼斯)ANMBIPM国际局BMZBundesministerium f ü r wirtschaftliche Zusammenarbeit 和 Entwicklung校准和测量能力CMC二氧化碳COCRTEn能源研究与技术中心 (突尼斯)国家国防部实验室 (突尼斯)DEF - NATEURAMET欧洲国家计量机构协会GHG温室气体吉加托恩GtGW吉瓦特INRAP国家研究与理化分析研究所国际可再生能源机构IRENAIAF国际认可论坛IEC国际电工委员会电工技术设备合格评定方案 IEC 体系IECEEIECEx国际电工委员会相关标准认证体系爆炸性环境中使用的设备ILAC国际实验室认可合作国际质量基础设施网络INetQIINNORPI国家标准化和工业发展研究所 (突尼斯)灵感可再生能源的国际标准和专利国际标准化组织ISOLCAE分析和测试中心实验室 (突尼斯)MIME矿业、工业和能源部 (工业、矿业和能源部)相互承认安排MRAMt百万吨NMI国家计量研究所国际法定计量组织 (Organisation Internationale de M é trologie L é gale)OIMLPTBPhysikalisch - Technische BundesanstaltPV光伏研究与开发R&DQI质量基础设施TC技术委员会世界贸易组织WTO 执行摘要 由于全球气候危机，所有全球经济部门在2050年前或前后实现去碳化——遵循净零兼容路径——迫在眉睫。尽管大多数行业和应用可以依靠可再生能源进行电气化，但一些难以减排的行业需要更多_than_仅仅是电气化，还需要使用氢气或氢衍生的商品，如氨、甲醇或直接还原铁（DRI）钢铁，以实现净零排放。根据国际能源署（IRENA）的1.5°C情景，到2030年绿色和蓝色氢气产量需要增加至每年1.25亿吨（Mtpa），到2050年则需达到5.23亿吨。这既带来了发展机遇，也带来了扩大和适应生产、基础设施及终端价值链所需的挑战。绿色氢气稳健的质量基础设施的存在及其进一步发展——定义为由组织、政策、法律法规框架和实践组成的一个系统，旨在确保产品和服务的质量、安全性和可持续性——是推动这一转型的关键支柱。 为了提高对绿色氢气价值链中高质量基础设施重要性的认识，并提供相关服务发展的建议，国际可再生能源署（IRENA）与德国联邦计量研究院（德国的国家级计量研究院 - PTB）合作，并得到了德国联邦经济合作与发展部（BMZ）的财务支持，实施了一个名为“绿色氢气的质量基础设施：生产与贸易的技術标准和质量控制”的项目。本报告呈现了该项目的研究成果。 高质量的基础设施为减少sector在安全、财务和声誉风险方面提供了工具和服务，同时支持投资预期的积极可持续影响。本报告概述了支撑高质量基础设施生态系统的关键要素的主要考虑因素和良好实践，包括标准化、计量学、符合性评估（测试、认证、检验、验证和确认）以及与氢气领域相关的技术法规。 该项目的一个关键输出是一份通用路线图，说明各国如何发展其质量基础设施以有效支持绿色氢气产业——特别关注价值链中的氢气生产和分配环节。该路线图包括五个步骤： 1.评估绿色氢潜力2.制定国家氢战略3.国家质量基础设施生态系统评估4.质量基础设施服务提供和需求评估5.质量基础设施发展行动计划 ROADMAP 步骤提供了有关开发氢能sector 和所需质量基础设施的关键考虑因素的指导，并在平行进行。这些ROADMAP步骤的应用在与工业、矿业和能源部共同开发的突尼斯案例研究中进行了试点。该案例研究的PowerPoint演示文稿可在托管本报告的IRENA官方网站上获取。 一个三层模型被提出，该模型在绿色氢能源产业的不同发展阶段定义了所需的质量基础设施服务。 ●第一层级涵盖基本服务，这些服务对于确保可再生能源发电的质量和安全性至关重要，同时也包括电力和天然气（尤其是天然气）的分配与使用质量。这涵盖了组件质量以及安装和运行的安全性。大多数国家已经在这一层级建立了相当完善的质量