化学储能行业ESG白皮书

EVERYTIMEYOUTRYISALIMITEDEDITION 摘要 储能行业中，化学储能（包括氢储能、氨储能、合成燃料储能等）正成为能源变革的新生力量。本白皮书聚焦于此行业对ESG的贡献以及行业自身的ESG表现，深入剖析其在减少碳排放、提升能源利用效率、保障能源安全等方面的作用。我们也将展现行业内企业如何通过创新技术与科学管理，在实现商业价值的同时，积极履行社会责任，为构建绿色、和谐、可持续的未来能源格局贡献力量。 PREFACE 研究员 前言 钟振强CFAESG证书：107203285苏倡CFAESG证书：102203030孙洪君高级注册ESG分析师：24RZQLKC600984A孙傲迪CFAESG证书：121096304高级注册ESG分析师：23RZQLKC000392A何卓声CFAESG证书：106759877高级注册ESG分析师：24RZQLKC001899A谢拢CFAESG证书：100338760姜昌日CFAESG证书：104706985高级注册ESG分析师：24RZQLKC003271A罗靖高级注册ESG分析师：24RZQLKC600628A黄梦梅高级注册ESG分析师：24RZQLKC003282A李宏伟CFAESG证书 随着全球对气候变化问题的日益关注和能源转型的迫切需求，化学储能行业正以前所未有的速度发展。氢、氨、合成燃料等化学储能技术在实现能源高效存储和清洁利用方面展现出巨大潜力，成为迈向可持续未来的新兴领域。 这本白皮书旨在全面剖析化学储能行业在ESG方面的表现。从环境角度来看，这些储能技术有助于减少对传统化石能源的依赖，降低温室气体排放。例如，氢燃料电池在运行过程中仅产生水，是一种近乎零排放的能源解决方案；氨作为一种储能介质，其分解和利用过程也能够实现相对环保的能源转换。 在社会层面，化学储能行业的发展将创造大量就业机会，从研发、生产到应用和维护，涵盖多个领域。同时，稳定的能源存储有助于保障能源供应的可靠性，对于提升社会福和保障基础设施运行意义重大。 在公司治理方面，行业内的企业正不断加强自身的管理水平，通过提高透明度、强化责任机制等措施，确保企业在追求经济效益的同时，能够兼顾环境和社会效益。 本白皮书将深入探讨化学储能行业在ESG各维度的现状、挑战和机遇，为行业发展提供有价值的参考，推动其迈向更加绿色、可持续的未来。 目录 第二章化学储能行业的ESG发展 第三章行业ESG的优秀实践 第一章化学储能行业概览 07储能技术及化学储能08化学储能11氢储能的价值链20氨储能的价值链27合成燃料储能的价值链28化学储能行业的发展历程 43化学储能的相关政策51行业ESG核心议题议题1：安全生产管理议题2：污染问题议题3：节能减排效率问题 57中科富海 第一章化学储能行业概览 第一节 储能技术及化学储能 面对能源供需的新挑战，储能技术应运而生并蓬勃发展，各类技术凭借独特的原理与优势，各显神通。抽水蓄能作为传统储能技术的“老牌劲旅”，历史悠久、应用广泛；而新型储能技术如电化学储能、电磁储能、化学储能等后起之秀，正逐步改写着能源存储的格局。 一、 储能技术 风电、光伏发电这类可再生能源电力，虽清洁环保，却饱受地理位置与天气条件的肘，发电稳定性欠佳，难以保障持续供电，进而引发供需失衡等难题，储能系统的作用就显得尤为关键。依据工作原理的差异，储能系统可细分为机械储能、电化学储能、电磁储能、化学储能、热储能等多种类别。 第二节 化学储能 作为传统储能方式，抽水蓄能的装机规模独占鳌头，已建成的抽水蓄能装机容量在所有储能方式中占比高达69%；新型储能方式中，电化学储能中的锂离子电池储能占据了最重要的比重。以氢储能、氨储能为代表的化学储能行业，虽然在整体储能领域的占比不足0.1%，但因为其独有的特性，正逐步被推广使用。 化学储能被视为未来低碳能源系统的重要组成部分。它不仅可以与可再生能源发电（如风能、太阳能）无缝对接，还可以在能源安全和能源多样化中发挥关键作用。其在长时间储能、远距离运输和大规模工业应用方面的优势，使其能够有效解决传统电化学储能和机械储能无法覆盖的需求。 化学储能技术，将电能转化为化学能储存起来，然后在需要时将其转化为电能。常见的化学储能模式主要是氢储能、氨储能和合成燃料储能。这些储能载体本身是可以直接利用的燃料，因此，如果产业链终端可以直接利用氢、氨等物质，如氢燃料电池汽车、热电联供、化工生产等，这些储能载体不必再转化回电力系统中的电能，可以提高整体用能效率。 化学储能的代表性技术是氢气储能，氢气储能的中游环节涵盖了储存、运输、加氢基础设施建设、燃料电池技术及系统集成。通过优化这些环节，氢气储能将能够在交通、工业、发电等多个领域实现广泛应用，为实现全球碳中和目标提供可靠支持。随着技术进步、成本降低和基础设施的完善，氢气储能将在未来的清洁能源系统中发挥更为重要的角色。 在氢气储能之外，氨储能和合成燃料技术也各具优势，为不同的应用场景提供了解决方案。这些技术不仅有助于提高能源系统的灵活性和稳定性，还能够有效减少碳排放，支持全球碳中和目标的实现。未来，随着技术的进步和成本的下降，这些储能方式将进一步整合到现代能源系统中，为清洁能源的广泛应用提供有力支持。 化学储能的应用十分广泛，主要涉及三大类型：发电侧储能、电网侧储能、用电侧储能。相对于其他储能方式，化学储能具有能量密度高、响应速度快、环境适应强、循环寿命长等特点，这些特点让化学储能有效地适用于各类需要快速响应和高能量密度的应用场景。 目前主流的化学储能技术包括氢气储能、氨气储能、合成燃料储能和甲烷储能等。这些技术各有其工作原理、应用场景，并在不同的行业中占据重要地位。 以氢储能为例。 −−−发电侧，借助可再生能源发电（如光伏、风电），用电解水的方式制氢。制得的氢可以储存起来，也可以通过燃气轮机/燃料电池直接发电。电网侧，氢储能电站可以对电网起到调峰辅助、负载均衡的作用。用电侧，氢能源有多种应用方式，包括氢储能转化为电能，用于分布式发电/热电联产/备用电源；也包括加氢站、工业和化工等氢气的直接利用。 第三节氢储能的价值链 1．上游：氢气制备 为保障氢能供给，世界主要国家和地区依据自身资源慕赋确定了不同的制氢技术路线。 、价值链 −灰氢是通过化石燃料如煤炭、天然气等的蒸汽重整或部分氧化制得的氢气，目前全球产量最多。灰氢的生产过程中会产生大量二氧化碳等温室气体，污染比较严重，虽工艺成熟、成本较低，但不符合环保标准。 氢气储能作为化学储能的代表性技术，凭借其高能量密度、长时间储存能力和零碳排放特点，成为未来清洁能源系统的重要组成部分。 氢气来源颇为广泛，作为零碳燃料，具有燃烧极限范围宽广、点火能量低、火焰传播速度迅速等优点。就能量传递的实质而言，绿氢是达成碳中和目标的有效路径。 目前，国内主要使用煤炭制氢方式，国外主要以天然气制氢为主。 −蓝氢同样以化石燃料制取，不过在生产过程中结合了碳捕集、利用与封存技术，能将产生的二氧化碳捕获并封存，从而显著降低碳排放，是灰氢过渡到绿氢的重要阶段，但该技术尚不成熟，且存在一定技术和经济挑战。 氢气储能技术涵盖了制氢、储氢、输运、加氢基础设施以及氢燃料电池应用等多个环节，代表整个化学储能领域的关键技术和应用场景。 −绿氢是利用可再生能源如风能、太阳能、水能等通过电解水制得的氢气，整个过程不使用化石燃料，不产生任何碳排放，是真正的绿色、无污染清洁能源，虽目前成本较高，但随着技术进步有望下降，是未来氢能源发展的主要方向。 ₂₂₂₂₂₂绿氢的生产技术即电解水制氢。在储存电能的过程中，电能驱动水（H20）的电解反应，将其分解为氢气(H2）和氧气(02)。电解反应的化学方程式为：2H20(l)→2H2(g)+02 (g)。 水在电解槽中，在直流电的作用下电解成氢气和氧气，阴极产生氢气，阳极产生氧气。电解水制氢主要需要水、电、电解槽设备等。电能可以是传统的火电，当前及未来的趋势是采用绿电。 相关企业 −中国石化：2023年生产氢气约430万吨，占全国制氢总量的12%。已建成加氢站128座，为全球建设和运营加氢站。推动可再生能源制氢项目，在新疆库车建成我国首个万吨级光伏绿氢示范项目，在内蒙古鄂尔多斯启动建设3万吨/年绿氢项目、在乌兰察布推动10万吨/年绿氢项目，促进炼化业务化石能源替代。 −氢密度和更安全的储存条件，适合需要长时间稳定储氢的应用场景。目前固态储氢技术仍处于示范阶段，但未来有望在安全性和储存效率方面取得突破。 −壳牌：壳牌已建设超过50座加氢站，覆盖欧洲、北美和亚洲等主要市场。计划到2030年在全球范围内建成500个加氢站。 Refhyne是壳牌在德国的一个旗舰项目，位于莱茵兰（Rhineland）炼油厂。该项目是欧洲最大的电解水制氢项目之一，利用5兆瓦的电解槽，每年可以生产约1300吨绿色氢气。在荷兰，壳牌的Pernis炼油厂，建设了一个大规模的氢气生产设施，通过蒸汽甲烷重整（SMR）技术生产氢气，并计划逐步增加绿色氢气的比例。壳牌计划到2030年在全球范围内将其氢能业务扩大至日生产1000万吨氢气，主要通过可再生能源制氢的方式。 −要时通过脱氢反应释放氢气。这种方式在常温常压下以液体形式存在，安全性较高，能利用现有的液体燃料储存和运输设施，不过脱氢反应需要合适的催化剂和反应条件，目前还面临反应温度较高、反应速率较慢等挑战。 氢气运输是氢能供应链的重要组成部分，方式包括气态输运、液态输运和固态输运。 −AirProducts：在全球范围内建立了约250个加氢站，覆盖北美、欧洲和亚洲的主要市场 AirProducts年产氢气超过80亿标准立方英尺，包括从天然气重整到可再生能源电解水制氢的多种技术。AirProducts与沙特阿拉伯合作，在未来的NEOM城市开发世界上最大的绿色氢气项目。该项目计划使用4GW的可再生能源来进行电解水制氢，预计每天生产约650吨的氢气。 −中小规模的氢气输运，广泛应用于加氢站之间的氢气配送。管道输送则适合大规模、远距离的氢气输运，尽管初期投资较大，但在长远来看具有成本效益。目前一些国家已开始建设氢气专用管道网络。 −−液态输运：液氢通过特殊设计的低温液氢罐车进行运输，适用于远距离、大规模的氢气运输，特别是在国际氢能贸易中具有潜力。液氢输运技术挑战主要在于超低温冷却和保持液氢状态的能耗问题。固态输运：利用低压高密度储罐来运输固态氢，具有较高的安全性和便捷性。尽管固态输运技术尚在开发和示范阶段，但其未来在特定应用场景中的潜力不容忽视，尤其在小规模、分布式氢能供应中。 Air Products在美国路易斯安那州建设了一个“蓝氢”项目，使用天然气重整技术并结合碳捕获与封存（CCS）技术生产低碳氢气。该项目每天生产约75万吨氢气，同时每年捕获和封存约500万吨二氧化碳。 2．中游：氢气储运 加氢基础设施是氢能应用的中枢环节，决定了氢能在交通运输和其他应用中的普及程度。根据氢气来源和储存方式，加氢站可以分为以下几种类型： 氢气的储存是中游环节的关键步骤，储存方式主要包括气态储氢、液态储氢和固态储氢。每种方式各有其应用场景和技术特点。 −外供氢气加氢站：氢气通过外部供应链提供，利用加氢站内的储氢设施进行分配。这种模式适用于已有成熟氢气供应网络的地区，能够满足大规模氢气需求。 −一站内制氢加氢站：在加氢站内通过电解水或重整制氢直接生产氢气。这种模式减少了氢气运输的复杂性，但由于需要现场制氢设备和更高的技术要求，目前应用范围相对有限。 −气态储氢：高压气态储氢是目前应用最广泛的储氢方式，通常使用高压储氢罐将氢气压缩至350至700bar。高压储氢罐具有技术成熟、成本较低的优势，广泛用于固定式储氢装置和氢燃料电池汽车的车载储氢系统。这种方式能够满足氢能在交通运输中的需求，已成为氢燃料电池汽车的标准配置。 −液态储氢：将氢气冷却至-253℃℃液化后存储在低温液氢罐中，液态储氢的能量