工业和交通应用正推动可信的氢能需求

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  • 第一推动者联盟成员在钢铁、航运和航空领域的承诺可以带动氢能需求。

  • 在钢铁领域,氢能可用于直接还原铁(DRI)工艺,而航运业正朝着电子甲醇和电子氨等电子燃料转型。

  • 在航空领域,氢能有望在可持续航空燃料的生产中发挥关键作用。

2023年7月,国际能源署(IEA)报告称,“在《2050年净零排放情景》(NZE)中,重工业和长途运输领域的新型应用[将]在2030年占全球氢能需求的三分之一。”需要这些新型应用的关键行业包括钢铁、航空和航运,在这些行业中,氢能可以在能源和热力密集型工艺中替代化石燃料。

第一推动者联盟(FMC)由来自七个高排放行业的领先产业参与者组成,致力于汇集其采购力量,推动对零排放解决方案的更多投资,并释放信号以扩大脱碳解决方案的生产规模。FMC成员已增至96家,其121项承诺预计到2030年将代表对零排放解决方案的年度需求约160亿美元。

下文我们将探讨这些FMC承诺如何反过来为钢铁、航运和航空领域的氢能创造强有力的需求信号。事实上,到2030年,FMC成员的需求可能需要每年0.5至100万吨(百万吨/年,Mtpa)的低碳氢,相当于150–300台20兆瓦绿色氢电解槽,或3至7座150千吨/年蓝色氢自热重整(ATR)设施。

通过基于氢的直接还原铁实现钢铁脱碳

在钢铁行业,氢能正成为向近零排放生产方式转型的关键推动力。具体而言,氢能可用于直接还原铁(DRI)工艺,该工艺被视为一条有前景的绿色钢铁生产路线。此工艺以氢作为还原剂,将铁矿石转化为钢铁,与传统方法相比可显著减少碳排放。FMC成员正积极投资并确保采用基于氢的钢铁生产方法的项目的承购,预计到2030年,FMC在钢铁领域的清洁氢能总需求估计为0.05–0.2百万吨/年。

这些优异成果非常重要,因为来自无化石电力的氢能是产业转型的关键之一。

Annika Ramsköld,Vattenfall首席可持续发展官

通过电子燃料实现航运脱碳

航运在全球贸易中发挥核心作用,承担着国际贸易商品80%以上的运输,但其温室气体(GHG)排放量仍占全球近3%。航运业传统上高度依赖重质化石燃料,目前正朝着电子甲醇和电子氨等电子燃料进行雄心勃勃的转型,而这些燃料需要以清洁氢作为原料。FMC成员率先将氢能纳入其燃料组合,预计到2030年,其整体将为航运带来0.3–0.5百万吨/年的清洁氢能需求。

通过power-to-liquid实现可持续航空燃料

在航空领域,氢能正成为推动更环保飞行技术的关键驱动力。其关键作用最突出地体现在通过Power-to-Liquid(PtL)工艺生产可持续航空燃料(SAF)中。利用可再生能源通过水电解产生的氢,与捕集的二氧化碳结合,生产出碳氢化合物,再精炼为SAF,这种液体燃料可为飞机提供动力,且排放远少于传统航空煤油。FMC成员在航空领域的承诺正推动清洁氢能在航空领域的需求增长,预计到2030年,FMC成员将需要0.1–0.2百万吨/年。氢能在可持续航空提升挑战赛申请中的突出地位也凸显了这一点的关键性。

电子燃料为航空业脱碳提供了极具潜力的解决方案。与一些面临原料限制的SAF技术不同,电子燃料技术已准备好立即扩大规模,与传统燃料相比可减少95–98%的净温室气体排放,符合市场净零目标。

Robert Schuetzle,Infinium首席执行官

产业集群和枢纽推动氢能投资

绿色氢能的供应涉及复杂的供应链安排和能源基础设施的大量投资。为确保能够发展足够的氢能供应以满足需求,并确保存在足够的需求以匹配供应,承购方和销售方正日益探索将其供应链连接到公私合作的协作项目中,例如清洁氢能枢纽和工业集群。

枢纽和集群指的是特定地区内相关行业利益相关方的资源汇集。在氢能枢纽或工业集群中,许多区域参与者可以共享集中式的分销、运输和储存基础设施,以向其提供运营所需的氢能。通过这种集中化并借助更集中的需求,枢纽和集群可以实现规模经济和学习曲线效应,意味着它们能够以更低的每公斤成本供应氢能。此外,汇集资源还可以分散执行和金融风险,有助于为所有参与方带来经济效益。总之,集体性的公私合作可以使利益相关方更顺畅地应对监管挑战、分担技术不确定性的负担,并以更简化的方式获得融资。

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有多个实例表明,氢能枢纽和工业集群已在全球舞台上塑造了氢能的分销格局。在航空和航运燃料等领域,国际分销网络正日益与氢能枢纽相连。一些值得关注的举措,例如美国的HyVelocity枢纽和国家首都氢能中心,以及欧盟的安特卫普港,都印证了这一转变。

像国家首都氢能中心的氢能枢纽这样的集群,在汇聚各类利益相关方方面发挥着关键作用。在华盛顿特区、马里兰州和弗吉尼亚州地区,我们的联盟涵盖供应、需求和基础设施,并在战略上有利于将风险降至最低,并加快脱碳技术的实施。该联盟汇集的经验、资源和财务实力,有望显著提升我们区域投资的影响力,并加速我们迈向脱碳的进程。

Stu Solomon,Connected DMV首席执行官

与此同时,像绿色钢铁制造这样拥有本地化供应链的行业,可能受益于针对特定需求量身定制的专属枢纽。美国的中西部联盟和欧盟的HyDeal枢纽是有针对性的本地战略的典型范例。

通过FMC承诺产生的清洁氢能需求不断增长,正发出强有力且可信的信号。要从信号转化为清洁氢能的实际交付,需要基础设施、政策、融资和能源措施相结合。关于枢纽和集群如何融入这一整体格局,可在“WEF氢能微型网站”上详细介绍的区域推动措施路线图中进一步了解。

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