隨著各國競相發(fā)布凈零排放目標,由于綠氫能夠推動化工和煉鋼等難以脫碳的行業(yè)脫碳,預計未來的需求量將很高。然而,目前的綠氫市場正處于嬰兒階段,需要很多工作的推進,尤其是從政策制定者的角度,最大限度地發(fā)揮綠氫在工業(yè)部門和終端部門脫碳方面的影響。
為了推動具體的政策框架,以擴大工業(yè)中綠氫的應用并建立一個可靠的市場,國際可再生能源署(IRENA)近日發(fā)布《工業(yè)綠氫政策制定指南(Green hydrogen for industry: Aguide to policy making)》(簡稱《報告》)。“我們?yōu)槭裁匆P注工業(yè)領域?”IRENA專家Emanuele Bianco表示,目前,工業(yè)部門已經是氫的主要消費領域,但亟需從基于化石燃料的氫轉變?yōu)榛诳稍偕茉吹臍?,這需要相關政策的支持。
綠氫與難以脫碳的行業(yè)
《報告》指出,鋼鐵和化工等能源密集型的基礎材料行業(yè),在溫室氣體(GHG)排放中占有很高的比例。2017年,僅鋼鐵和化工行業(yè)的溫室氣體排放量,就分別在總計369億噸的全球與能源、工業(yè)相關的溫室氣體排放量中,占比達到8%和5%。
國際可再生能源署認為,在全球財富和城市人口的增加,以及相關基礎設施的發(fā)展的驅動下,全世界對材料的需求正持續(xù)增長,在此情形下,這些能源密集型行業(yè)的排放量將穩(wěn)步增加。為扭轉這一趨勢,使工業(yè)排放軌跡與緩解氣候危機的目標保持一致,是一項緊迫而具有挑戰(zhàn)性的任務。
《報告》強調,材料工業(yè)是我們社會不可分割的一部分,與之相關的政策和制度往往旨在保持這些行業(yè)在全球市場中的競爭力,其結果是,這些行業(yè)變得高效,但其生產系統(tǒng)依賴化石燃料,導致相關碳排放難以降低。例如,在鋼鐵行業(yè),2019年消耗的21EJ能量中,有40%來自煤炭,33%來自化石氣體,20%來自電力。此外,在經濟和基礎設施需求增長的驅動下,基礎材料的需求預計將繼續(xù)增加。
“當前,將鋼鐵和化工列為‘難以脫碳’的行業(yè),已經變得十分常見。這是因為它們的生產和使用過程面臨很多減排的挑戰(zhàn)。”《報告》顯示,隨著生產成本的逐漸降低,綠氫正在成為一些難以脫碳的工業(yè)領域共同的“脫碳解決方案”。不過,從化石燃料過渡是一個漸進的過程,在這一過程需要眾多政策和措施的支持。
綠氫政策制定中的優(yōu)先事項設定
國際可再生能源署認為,政策制定者在支持能源轉型時,可以使用解決方案,其中包括綠氫、電氣化、提高能源效率、提高材料效率、循環(huán)經濟和碳捕獲等。這些解決方案并不是相互競爭的關系,相反,當積極的政策制定到位時,它們可以相互補充。不過,政策制定者需要確定優(yōu)先事項,并仔細評估這些解決方案的適用范圍。當制定支持政策時,需要考慮與其他終端應用中的脫碳方案相比,綠氫的相對成本和優(yōu)勢,特別是要考慮到競爭技術的不斷發(fā)展。
“從技術上講,氫可以用于許多不同的領域,然而,盡管氫具有巨大的潛力,但必須考慮它的生產、運輸和轉化都需要能源,也需要大量投資。”《報告》強調,氫的廣泛使用存在不符合“脫碳世界”的要求的可能,在這些要求中,能源的消費和產能部署將必須仔細管理。尤其是,綠氫的生產需要可再生能源,而這些可再生能源也可以用于其他用能終端,這就要求在政策制定中確定“優(yōu)先事項”。
根據《報告》,綠氫戰(zhàn)略的“優(yōu)先權設定”,取決于對不同因素的評估,其中一些因素在全球不同國家中是相似的,包括脫碳解決方案的技術成熟度和氫氣需求的潛在規(guī)模。如上圖所示,兩個因素疊加下,氫的工業(yè)用途應作為最優(yōu)先的終端應用之一,因為在可預見的未來,該領域替代氫的方案仍然缺乏,同時,工業(yè)用氫的需求足夠大,可以通過規(guī)?;瓜蚓G氫應用的轉變更具成本效益。
如何參考能源電力行業(yè)的經驗
《報告》指出,工業(yè)部門能源轉型的政策制定,可以參考電力部門已經積累的經驗。迄今為止,能源、電力領域的諸多政策,已經成功地使曾經的小眾技術成為投資者的默認選擇。與此同時,還應該考慮這些部門的不同屬性。
國際可再生能源署認為,電力行業(yè)的能源轉型是由參與電力行業(yè)的新興力量通過太陽能光伏(PV)和風能等新技術推動的。同時,電力的生產和消費主要是在一個國家內部,其進出口受到“互聯(lián)”的限制,需要依靠長期合同,且電力只與鄰國貿易。此外,在電力系統(tǒng)中,產量有限的較小參與者,甚至自發(fā)自用者的參與是可能的。
而在工業(yè)部門,預期的“變革”將由現(xiàn)有的參與者推動,目前依賴化石燃料的設施正在轉向可再生能源。雖然可能存在脫碳的新的參與者,但不太可能取代現(xiàn)有的參與者。同時,鋼鐵和化工產品可以廣泛跨境、遠距離交易,使這些行業(yè)面臨全球競爭。最后,工業(yè)應用規(guī)模較大,不具備發(fā)電廠的“模塊化”性質。
基于上述判斷,《報告》建議,政策制定者可以制定新的政策,支持難以脫碳的部門的綠氫應用和能源轉型,并通過仔細評估可再生能源部門的經驗,同時考慮工業(yè)部門的獨特性,來推動這一進程。
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