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绿色氢气质量基础设施路线图(英)2024
2024-11-25 16:00

报告行业投资评级 报告未提及行业投资评级相关内容 报告的核心观点 - 全球气候危机下,各行业需在2050年左右实现脱碳,绿氢及其衍生物对难以减排的行业实现净零排放至关重要,IRENA的1.5°C情景显示,到2030年和2050年,绿氢和蓝氢产量需分别增至1.25亿吨/年和5.23亿吨/年 [60] - 健全的质量基础设施是绿氢产业发展的关键支柱,能降低安全、财务和声誉风险,支持投资实现可持续发展目标 [62] - 报告提出了国家发展绿氢质量基础设施的通用路线图,包括评估绿氢潜力、制定国家氢能战略、评估国家质量基础设施生态系统、评估质量基础设施服务供需以及制定质量基础设施发展行动计划五个步骤 [63] 根据相关目录分别进行总结 1. 引言 - 全球向清洁能源转型需创新方法,绿氢及其衍生物对难以减排的行业实现净零排放至关重要,在IRENA的1.5°C情景中,到2050年,绿氢及其衍生物可减少全球12%的排放 [79][80] - 绿氢发展机遇大,但需强大需求信号、有力公共政策和积极的私营部门参与,且需建立强大的质量基础设施 [84][86] - IRENA与PTB合作开展项目,旨在分析质量基础设施服务对绿氢生产和贸易的作用,项目核心产出包括绿氢质量基础设施发展路线图和针对至少一个选定国家的行动计划建议 [87] 2. 全球氢市场发展 2.1 氢贸易 - 目前,几乎所有氢气都由化石燃料生产,贸易需求较低,但为实现净零目标,到2050年氢气产量需增长五倍,这将促使具有可再生能源优势的地区参与贸易 [107] - 国际氢贸易将部分通过管道进行,部分以氢衍生产品的形式进行,全球低碳经济需要大量基础设施投资、技术改进和国际合作来扩大绿氢规模 [108] - 2023年,全球氢气进口额为2.4亿美元,超60%在邻国之间交易 [110] 2.2 氨 - 氨是重要商品,全球约85%用于生产合成氮肥,其生产每年排放约0.5亿吨二氧化碳,占全球二氧化碳排放的1%,约45%的全球氢气用于氨生产 [112] - 到2050年,全球氨市场可能达到6.88亿吨,航运业预计需要1.97亿吨氨,国际氨贸易预计将增长到每年1.27亿吨 [113] - 2023年,全球氨进口额为104亿美元,是氢气贸易额的43倍,特立尼达和多巴哥、沙特阿拉伯是主要出口国,美国、欧盟、印度和摩洛哥是主要进口国 [114] 2.3 甲醇 - 甲醇是化学工业的关键商品,目前约9800万吨甲醇由化石燃料生产,每年排放约0.3亿吨二氧化碳,可再生甲醇生产刚刚起步,年生产量不足20万吨,但已宣布的项目可能使2030年的产量超过2900万吨 [115] - 2023年,全球甲醇进口额为139亿美元,供应主要来自天然气生产国,中国是主要市场,占全球甲醇进口的约30% [116] - 可再生甲醇与现有甲醇分销基础设施兼容,但成本较高,适当的支持机制、明确的认证计划和扩大生产规模有助于降低成本,使其在未来具有竞争力 [117] 3. 质量基础设施:为绿氢行业可持续发展奠定基础 3.1 质量基础设施系统的要素 - 质量基础设施包括计量、标准化、认可、合格评定(包括测试、认证、验证/确认和检查)和市场监督,技术法规是其交叉方面 [120] - 标准化为产品、过程和服务提供技术要求和规范,促进贸易、技术转让和效率提升 [121] - 计量是测量科学,为质量基础设施提供基础支持,包括校准和验证测量设备 [124] - 认可由国家认可机构提供,增强了合格评定机构的可信度和利益相关者的信任 [125] - 合格评定包括测试、认证、检查、验证和确认,确保产品、过程或服务符合规定要求 [126] - 市场监督是当局监测和执行产品或服务合规性的活动 [132] 3.2 国家质量基础设施系统及其国际关系 - 国家质量基础设施系统是相互关联的互补组件系统,国家政策环境和相关公共及私人机构是其重要组成部分 [133] - 国家质量基础设施系统需要与全球系统集成,与国际标准化、计量和认可组织建立联系,以确保国际可追溯性、互操作性、可比性和认可度 [140] 4. 绿氢质量基础设施服务 4.1 绿氢价值链上的质量基础设施概述 - 绿氢价值链包括可再生能源发电、氢气生产、分销和运输以及利用,质量基础设施在每个环节提供服务,确保安全运行和所需的气体质量 [148][149] - 质量基础设施的组件包括计量、标准化、认可、合格评定和市场监督,它们之间相互关联,共同支持绿氢产业的发展 [149] 4.2 绿氢行业质量基础设施发展和专业化水平 - 提出了一个金字塔模型,将绿氢行业所需的质量基础设施服务分为三个层次,从基础到高级逐步发展和专业化 [157] - 第一层建立了符合国际标准和良好实践的质量基础设施系统,提供基本服务,确保可再生能源发电、电力和天然气分配和使用的质量和安全 [162] - 第二层提供中等先进的服务,确保可再生能源发电、电力和天然气分配和使用的质量和可持续性,以及含氢量超过20%的气体混合物和纯氢的安全 [162] - 第三层提供高级服务,确保绿氢整个价值链的安全、质量和可持续性 [162] 4.3 国内或利用其他国家服务满足质量基础设施需求 - 绿氢质量基础设施服务的发展既耗时又耗资源,建议为特定服务制定商业计划 [179] - 第一层服务需求广泛,大多数国家应在国内发展相关服务;对于发展中和新兴经济体以及第二层和第三层的服务,可通过与其他国家的质量基础设施组织合作来获取所需服务 [180][181] 4.4 标准化 - 标准化为绿氢价值链上的产品、实践和服务建立了通用标准,促进了市场参与者之间的有效、安全和可持续互动 [183] - 国家标准化机构应参与相关国际技术委员会、区域标准化组织,建立国家镜像委员会,并采用或适应相关国际标准 [184] - 不同层次的标准化要求不同,第一层侧重于可再生能源和天然气的质量和安全标准;第二层增加了含氢气体混合物和纯氢的安全和质量标准;第三层则关注绿氢生产、贸易和使用的可持续性和质量标准 [205][208][210] - 国际标准化需要在材料和设备、安全标准、氢气分类和特性、氢气净化、液体氢和衍生物、生命周期评估、原产地保证认证和系统可持续性评估等方面进行改进和发展 [215] 4.5 计量 - 计量确保绿氢测量的准确性和可追溯性,为安全操作、减少环境风险、提高生产和使用效率、保证气体质量和正确计费提供支持 [228][229] - 不同层次的计量服务需求不同,第一层提供基本的计量服务,如测量电气特性、温度、湿度等;第二层增加了对可再生能源和气体的更高级计量服务,如辐照度、风速、气体流量等;第三层则需要特定的高级计量服务,如测量极高压力、氢气纯度和化学组成等 [235][237][239] - 国际上需要开发新的计量标准和方法,以满足绿氢行业的当前和未来需求,如气体质量验证、测量不确定度评估、测量仪器标准适应、流量计量设备校准和氢气泄漏测量等 [247] 4.6 测试 - 测试实验室在确保氢气行业安全运营方面发挥着关键作用,随着绿氢行业的快速扩张,对测试的要求越来越严格,需要进行更多新的测试 [252][253] - 不同层次的测试服务需求不同,第一层提供基本的测试服务,如监测环境条件、确保气体管道和设备的安全等;第二层增加了对可再生能源工厂的性能和安全测试,以及对含氢气体混合物和纯氢的质量和安全测试;第三层则需要对可再生能源组件和氢气生产、分配和利用设备进行高级测试 [257][262][267] - 国际上需要进一步发展测试服务,如大型氢气发生器和相关设备测试、高精度气体纯度测试、氢气排放测试、低温组件评估、材料适用性测试和在线分析等 [270] 4.7 认证、检查、验证和确认 - 全球绿氢贸易需要国际认可的标准和基于这些标准的强大而有效的合格评定,认证和检查计划在减少贸易壁垒方面发挥着关键作用 [275] - 不同层次的认证、检查、验证和确认服务需求不同,第一层提供基本服务,如认可可再生能源组件的国际证书、建立市场监督系统、产品认证和人员认证等;第二层增加了对可再生能源工厂的检查、氢气生产和运输组件的产品认证、加入相关认证计划和可再生气体原产地保证认证等;第三层则需要对可再生能源组件和氢气利用设备进行高级产品认证,以及对绿氢的可持续性进行认证、验证和确认 [282][288][292] 4.8 认可 - 国际认可的测试、校准、认证、验证、确认和检查服务对于促进绿氢和基础设施组件的跨境贸易至关重要 [299] - 国家认可机构通过与国际认可组织的互认安排获得国际认可,确保认可机构按照全球接受的标准运作,促进全球贸易并减少重复评估 [300] - 不同层次的认可服务需求不同,第一层提供基本的计量和合格评定服务的认可;第二层增加了对特定测试和认证服务的认可;第三层则需要对绿氢行业的高级服务进行认可,并将新的评估计划纳入认可范围 [307][311][314] 4.9 技术法规 - 法规旨在确保气体、电力和绿氢行业价值链的安全和完整性,保护消费者,设定服务质量的最低标准,并防止可能的负面环境影响 [316] - 不同层次的技术法规要求不同,第一层包括可再生能源发电的电网规范、职业健康和安全法规以及产品安全法规;第二层和第三层增加了对氢气安全生产、产品安全、高压使用和新应用的法规 [328][336] 5. 绿氢质量基础设施路线图 - 路线图包括五个步骤:评估绿氢潜力、制定国家氢能战略、评估国家质量基础设施生态系统、评估质量基础设施服务供需以及制定质量基础设施发展行动计划 [63] - 该路线图为政策制定者和绿氢参与者提供了开发强大质量基础设施系统的关键考虑因素 [89] 6. 考虑特定国家条件支持质量基础设施:一般建议 报告未提及相关具体内容