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德国杜伊斯堡的一个氢燃料补给测试设施。图片来源:Agencja Fotograficzna Caro / Alamy Stock Photo. 2G3N073
德国杜伊斯堡的一个氢燃料补给测试设施。 图片来源:Agencja Fotograficzna Caro / Alamy Stock Photo。
58必威网站6
2021年8月17日17:28

深度问答:英国的氢战略将如何帮助实现净零?

Josh Gabbatiss

08.17.21

Josh Gabbatiss

17.08.2021 | 5:28pm
58必威网站6 深度问答:英国的氢战略将如何帮助实现净零?

氢将是实现英国目标的“关键”零的目标根据政府的数据,到2050年可以满足美国三分之一的能源需求。必威体育在线注册

这是英国期待已久的新举措氢的策略提供更多关于政府将如何支持国内低碳氢部门的发展的细节,这一部门目前几乎不存在。

专家警告称,由于未来几年氢气供应短缺,英国必须在“难以电气化”的行业优先使用氢气,比如重工业随着产能的扩张。

与此同时,有关家庭供暖中氢的使用范围以及如何确保其以低碳方式生产的坚定决定,要么被推迟,要么暂时征求意见。

在这篇文章中,碳简报强调了121页必威手机官网战略中的要点,并探讨了围绕英国氢计划的一些主要话题。

为什么英国需要氢能战略?

氢是普遍认为作为实现净零排放计划的重要组成部分,并一直是大肆宣传的主题,许多国家在covid - 19后将其列为优先事项绿色复苏计划。

它的多功能性意味着它可以被使用解决重工业等“难以减少”行业的排放,目前正遭受高价格和低效率的困扰。

批评人士也形容氢——目前大部分是由天然气制成的——作为化石燃料公司的一种方式维护现状。(关于氢的所有优点和缺点,请看必威手机官网碳短暂的深入解读)。

在其新战略中,英国政府明确表示,它将低碳氢视为其净零计划的关键部分,并表示希望英国到2030年成为“氢的全球领导者”。

该文件探索了英国将如何扩大生产,并基于国内供应链创建一个氢市场。这与德国形成了鲜明对比,德国一直在寻求从国外进口氢气。

在新战略之前,首相的10点计划在2020年11月的报告中,包括到2030年英国每年生产50亿瓦特(GW)低碳氢产能的计划。目前,这一产能几乎为零。

该计划还呼吁设立2.4亿英镑的净零氢基金,在2023年之前建立一个用天然气加热的氢社区,并将天然气网络中的氢混合比例提高到20%,以减少对天然气的依赖。

也有超过100的引用到整个政府必威体育在线注册能源白皮书这反映出它在许多领域的潜在用途。它也在工业运输今年早些时候发布的脱碳战略。

然而,与政府迄今为止的大多数净零战略文件一样,氢计划已经推迟了几个月,导致这个新兴行业的未来充满不确定性。

公司如Equinor英国正在加紧氢燃料的开发,但工业数据显示警告英国可能会落后。其他欧洲国家承诺数十亿美元支持低碳氢膨胀。

在某些应用中,氢将与电气化和碳捕获与储存(CCS)竞争,成为脱碳的最佳手段。

然而,气候变化委员会(CCC)指出为了达到英国的碳预算和实现净零排放,需要在21世纪20年代做出脱碳供暖和车辆等领域的决定,以便为基础设施和车辆存量的变化留出时间。

随着政府在战略中提出“到2025年实现1GW产能”的愿望,未来十年的氢增长预计将开始缓慢。

然而,如下图所示,如果政府的计划实现,那么它将会显著扩大——到2050年,将占到全国总能源供应的20-35%。必威体育在线注册这将需要英国基础设施和技能的大幅扩张。

2050年氢需求(粉色区域)及最终能耗占比(%)。必威体育在线注册中心范围基于第六次碳预算影响评估中的净零一致情景,全范围基于氢战略分析附件中的全范围。资料来源:英国氢战略。
2050年氢需求(粉色区域)及最终能耗占比(%)。必威体育在线注册中心范围基于第六次碳预算影响评估中的净零一致情景,全范围基于氢战略分析附件中的全范围。来源:英国氢策略

该战略设想的2050年氢的使用水平是稍高一些比CCC在其最近的建议中所规定的要多,但涵盖的范围与其他的研究

所有党派议会小组最近的一份报告氢在工业动力方面的作用包括一份要求清单,声明政府必须“在即将到来的氢战略中,超越其现有的5千兆瓦产量承诺”。这个电话是回荡一些行业组织。

该战略没有提高这一目标,尽管它指出政府“意识到一个潜在的管道超过15GW的项目”。

哪种“低碳”氢气将被优先考虑?

在…的中心许多讨论关于低碳制氢,就是氢是“绿色”还是“蓝色”。

绿色氢气由可再生电力驱动的电解槽制造,而蓝色氢气由天然气制造,产生的排放被捕获并储存起来。

前者本质上是零碳的,但后者仍然会导致排放,因为天然气基础设施的甲烷泄漏,以及碳捕获和存储(CCS)不能捕获100%的排放。

新的策略在很大程度上避免使用这种颜色编码系统,但它表示政府已经致力于一种“双轨制”的方法,将包括两个品种的生产。

政府称,支持各种项目将给英国带来“竞争优势”。相比之下,德国做到了它将专注于绿色氢。

CCC之前所述政府应该在其氢战略中“制定到2035年不同路线的氢生产贡献的愿景”。

该文件并没有这样做,而是表示将在2022年初提供“我们的生产战略和双轨方法的进一步细节”。

许多科学家和环保组织对蓝色氢气的排放持怀疑态度。

杰斯拉斯顿他是智库the的分析师必威体育在线注册能源和气候情报股他在一份声明中表示,政府应该“意识到天然气行业游说的风险,游说导致该行业对蓝色氢投入过多,从而使该国受困于基于化石燃料的技术”。

这种反对达到了顶点最近的研究头条新闻宣称,蓝色氢“对气候的危害比煤炭更严重”。

然而,有相当多的飞机推迟起飞其他研究人员,包括CCC碳预算负责人,大卫·约菲-指出它依赖于非常高的甲烷泄漏和短期措施全球变暖潜力该研究强调了甲烷排放对二氧化碳的影响。

就其自身而言,CCC已经做到了推荐“蓝色氢桥”是实现净零的有用工具。该组织表示,在没有足够的绿色氢可用的情况下,允许使用一些蓝色氢将在短期内更快地减少排放,以氢替代更多的化石燃料。

根据该战略中包括的政府分析,目前使用蒸汽甲烷重整(SMR)生产的蓝色氢是最便宜的低碳氢。(想了解更多不同氢的相对成本,请看这个必威手机官网讲解员)。

该计划指出,在某些情况下,使用电解槽生产的氢气“最早可能在2025年就与CCUS(碳捕获、利用和储存)实现的甲烷改造相比,在成本上具有竞争力”。

下面的图表,来自a文档概述了氢的成本发布的主要战略,显示电解氢的成本预期下降随时间的推移(绿色线)。(这包括利用电网发电产生的氢气,从技术上讲,除非电网是100%可再生的,否则就不是绿色的。)

比较不同技术类型在2020年至2050年的中央燃料价格,£/MWh氢。资料来源:2021年氢气生产成本。
比较不同技术类型在2020年至2050年的中央燃料价格,£/MWh氢。来源:2021年氢气生产成本。

该战略指出,特定技术提供的氢气比例“取决于一系列假设,而这些假设只能通过市场对该战略制定的政策的反应以及氢气的实际大规模部署来验证”。

气候变化委员会有警告该政策必须同时发展绿色和蓝色的选择,“而不是只考虑成本最低的那一个”。

罗伯特·格罗斯教授,主任英国能必威体育在线注册源研究中心他在接受《碳简报必威手机官网》采访时表示,在他看来,“过于专注于氢的绿色与蓝色之争可能有点没用”。他说:

“如果我们想要演示、试验、开始商业化,然后在工业/航空旅行/货运或任何地方推广氢的使用,那么我们需要足够的氢。我们不能等到供应方面的审议完成。”

今年5月,标准普尔全球普氏能源资讯报道丽塔Wadey-氢经济中心副主任商业,能源和工业战略部必威体育在线注册他表示,英国将“将碳强度视为市场发展的主要因素”,而不是“蓝色”或“绿色”。

政府释放了a咨询该战略还承诺在2022年初“最终确定设计元素”。

它还发布了一份随行文件报告,由咨询公司准备E4TechLudwig-Bolkow-Systemtechnik(LBST),研究低碳氢生产的最大可接受排放水平和计算这些排放的方法。

术语表
有限公司2相当于:温室气体可以用二氧化碳当量或CO2eq来表示。对于给定的量,不同的温室气体在大气中捕获不同量的热量,这个量被称为……阅读更多

根据这项分析,下面的咨询数字显示了设定每兆焦耳(MJ)氢15-20gCO2e的阈值的影响(红条)。在这个例子中,红线以上的生产方法,包括一些生产蓝色氢的方法,将被排除在外。

从2020年到2050年,氢生产的排放在不同的情景下有所变化(红色条显示了示例范围)。资料来源:英国低碳氢标准磋商会。
从2020年到2050年,氢生产的排放在不同的情景下有所变化(红色条显示了示例范围)。来源:英国低碳氢标准咨询

在咨询选择的例子中,二氧化碳捕获率低于85%的天然气路线被排除在外。

此前,气候变化委员会将蓝色氢气与化石气体相比的“适当减排”定义为“至少95%的二氧化碳捕获,85%的温室气体生命周期节约”。

氢将如何用于不同的经济部门?

尽管低碳氢可以用于从汽车燃料到房屋供暖的所有事情,但现实情况是,它可能会受到可生产量的限制。

一些应用,如工业加热,如果没有氢气的供应,可能几乎是不可能的。许多专家认为,在这些情况下,至少在短期内,应该优先考虑氢气。

迈克尔LiebrichLiebreich同事将低碳氢的使用组织成一个“阶梯”,优先考虑当前的应用——比如化学工业。

新战略明确指出,从本世纪20年代中期开始,工业将成为早期氢使用的“先导选择”。该公司还表示,这“可能”对交通运输(尤其是重型货车、航运和航空)脱碳以及平衡更重可再生能源的电网很重要。

新战略的承诺包括:

  • 呼吁在2021年底前拿出“可用于氢的”工业设备的证据。
  • 呼吁在“一年内”逐步淘汰碳密集型工业氢生产的证据。
  • 3亿1千5百万英镑的工业能源转型基金的第二阶段。必威体育在线注册
  • 2021年将举办一场耗资5500万英镑的工业燃料转换竞赛。

一个值得注意的例外是氢燃料电池乘用车。这与政府的关注点是一致的电动汽车,这许多研究人员视为更有效和更划算的技术。

然而,该战略还包括在电气化可能提供更好服务的部门使用氢,特别是家庭供暖,在那里氢必须与电动热泵竞争。

它包括到2026年氢加热试验和“氢准备”锅炉的咨询计划。

朱丽叶菲利普斯,高级政策顾问,英国智库氢专家E3G他告诉《碳简必威手机官网报》,该战略为那些“不会给气候或经济带来最大价值”的用途“敞开了大门”。她补充道:

“更强烈的意图信号可以引导私人和公共投资进入附加值最高的领域。政府没有明确说明如何决定哪些行业将从最初计划的5亿瓦产能中受益,而是在很大程度上让它通过试验和试点来确定。”

作为对该报告的回应,能源研究人员指出,预计在不久的将必威体育在线注册来,氢的产量将“微乎其微”,并敦促政府谨慎地选择优先级。

“正如该战略所承认的,在一段时间内不会出现大量的低碳氢。[因此]我们需要在替代品很少的地方使用它,而不是作为天然气的同类替代品。”Jan罗斯诺夫博士该学院的欧洲项目主管监管援助项目在一份声明中。

该战略中包含的政府分析表明,到2030年,潜在的氢需求将高达38太瓦时(TWh),不包括将其融入天然气网络,到2035年将上升至55-165太瓦时。

这符合CCC的规定建议该计划预计,到2035年,低碳氢将扩大到90太瓦时,约为当前电力行业规模的三分之一。

委员会强调,氢的使用应该限制在“不太适合电气化的领域,特别是航运和部分工业领域”,并为电力系统提供灵活性。

正如下图所示,CCC认为到2035年,除这些有限的情况外,氢的使用不会广泛。

必威体育在线注册在气候变化委员会(CCC)中,按行业划分的能源需求(TWh)平衡了净零路径。来源:<a href=CCC第六次碳预算建议。" class="wp-image-38520" srcset="//www.prvncl.com/wp-content/uploads/2021/08/demand-sector.png 512w, //www.prvncl.com/wp-content/uploads/2021/08/demand-sector-300x175.png 300w" sizes="(max-width: 512px) 100vw, 512px">
必威体育在线注册在气候变化委员会(CCC)中,按行业划分的能源需求(TWh)平衡了净零路径。来源:CCC第六次碳预算建议

政府对氢在家用供暖中的应用持乐观态度。分析表明,到2035年,低碳氢可用于这一用途的时间可达45TWh,如下图所示。

然而,这一范围的起点——0太瓦时——表明,与其他行业相比,存在相当大的不确定性,甚至最高估计也只有目前英国家庭供暖所用能源的十分之一左右。必威体育在线注册

说明2030年(蓝色)和2035年(紫色)的氢需求。资料来源:英国氢战略。
说明2030年(蓝色)和2035年(紫色)的氢需求。资料来源:英国氢战略。

报道的报告和政府的宣传材料他强调,政府的计划每年将为大约300万家庭提供足够的氢气来取代天然气。

然而,政府在实际报告中表示,预计“到2030年,用于供暖的低碳氢的总体需求将相对较低(<1TWh)”。

这在很大程度上取决于未来几年的可行性研究进展,政府即将推出的供暖和建筑策略也可能提供一些清晰的信息。

最后,为了创造氢气市场,政府表示,它将在2022年底前研究将20%的氢气混合到天然气网络中,并计划在2023年底做出最终决定。

Gniewomir fli他是该公司的项目经理集市Energiewende他告诉《碳简报》必威手机官网,在他看来,混合“没有未来”。他解释说:

“我建议,对于(工业上的)氢需求,应该采用这些毫无遗憾的选择……这些应该是重点。”

政府计划如何支持氢气工业?

目前来看,与化石燃料替代品相比,低碳氢仍然昂贵,未来的需求水平存在不确定性,企业进入该行业的风险也很高。

该10点计划包括承诺开发氢气商业模式,以鼓励私人投资,以及为商业模式提供资金的收入机制。

新的氢战略确认了这一商业模式将于2022年完成,使第一批合同从2023年开始分配。这是另一个悬而未决的问题咨询该计划是与主要战略一起推出的。

根据政府's新闻稿它的首选模式是“建立在与海上风电差价合同(CfDs)类似的前提下”显著减少新建海上风力发电场的成本。

这些合同旨在克服首选技术与化石燃料之间的成本差距。氢气生产商将得到一笔补偿,以弥补这一差距。

很多媒体对氢战略的报道,来自金融时报》每日电讯报该计划的重点是“由纳税人补贴”的氢工业,因为资金要么来自更高的账单,要么来自公共基金。

然而,BEIS的能源、清洁增长和气候变化部长Anne-Marie Trevelyan表示必威体育在线注册对个人家庭来说,为该行业提供长期安全保障的成本将“非常小”。

政府表示,现在其战略已经公布,将从其低碳氢标准、净零氢基金和商业模式的咨询中收集证据:

“这将使我们更好地了解生产技术的组合,我们将如何满足日益增长的需求,以及新技术在实现实现我们未来(第六次碳预算)和净零承诺所需的生产水平方面所能发挥的作用。”

Sharelines从这个故事
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