《国际能源署:阿曼或将成为全球氢能领导者》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2023-06-20
  • 国际能源署(IEA)在最近的一份报告中预测,阿曼或将成为世界上最大的氢气供应商之一。

    海湾小国阿曼苏丹国目前约60%的出口收入来自石油和天然气,但它为自己设定了雄心勃勃的净零目标,并挖掘自身低碳能源潜力,国际能源署表示这一点非常重要。

    据悉,天然气是阿曼最主要的发电来源,但这种情况即将改变,原因是该国开始逐步利用风能和太阳能发电能力。同时,风能和太阳能将用于从淡化的海水中生产绿色氢气,到2030年,阿曼将成为全球第六大氢气出口国。

    阿曼计划到2030年生产100万吨绿色氢气,五年后进一步扩大到每年375万吨,到2050年达到每年850万吨。

    目前,该国以氨的形式出口一小部分氢气,许多人认为氨是长距离运输氢气的最佳形式。且阿曼现在的氨年出口量约为20万吨。

    IEA指出,阿曼的氨年出口量需增长20至30倍才能成为氢气出口大国。

    《国家报》援引阿曼能源部长对IEA预测的评论称:“对我们而言,最经济合理的行动是着手将氢能作为未来最可行、最可持续的能源,努力实现发电、工业及氢气生产的去碳化。”

    然而,阿曼要想成为一个大型的绿色氢能参与者,需要大力投资提高风能和太阳能的发电能力。IEA预估,阿曼将需要大约500亿千瓦时的电力来生产其计划在2030年生产的氢气。但这超过了阿曼目前的总发电量。

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    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
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    • 日前,中国产业发展促进会氢能分会联合30余家氢能产业龙头企业和科研院校共同编写的《中国氢能技术发展研究报告2024》(以下简称《报告》)在北京发布。《报告》着眼于我国氢能全产业链技术发展现状与趋势,围绕氢能“制储输用”各关键环节,从技术发展现状、不同技术路线对比、核心技术与关键装备水平、国内外技术水平比较等方面进行了全面梳理,并立足全球氢能技术前沿发展方向与我国氢能产业发展实际需要,分析并提出了我国氢能全产业链各环节关键技术发展方向的科学建议。 《报告》显示,中国已成为全球电解槽的主要供应商,并在江苏、广东、河北等地形成了多个产业发展集群。据中国产业发展促进会氢能分会数据库统计,截至2024年9月,国内水电解制氢设备厂商名义总产能达到32吉瓦,占全球电解槽总产能的60%以上。《报告》详细分析了碱性水电解制氢(ALK)技术、质子交换膜水电解制氢(PEM)技术、固体氧化物水电解制氢(SOEC)技术以及阴离子交换膜水电解制氢(AEM)技术等4种主要水电解制氢技术发展现状。 《报告》指出,我国ALK电解槽正在快速向低能耗、大标方迈进,国内电解槽产品能耗达到国际先进水平,单槽产氢量达到国际领先水平。ALK技术可分为圆形带压和方形常压两大技术路线。国内ALK电解槽企业多采用圆形带压技术路线,相关供应链配套也相对成熟。圆形带压电解槽采用拉杆紧固结构设计,更容易实现压力密封,但该路线对于材料耐压性能要求高,存在设计和制造难度大、运输不便、停机维修成本较高等问题。方形常压电解槽借鉴成熟的氯碱电解槽设计理念,运用零间隙技术,因此密封性更好,且内部流场分布更均匀合理,对端板、框架等强度要求低,便于实现大型化。但为降低能耗,方形常压电解槽一般采用贵金属电极、复合隔膜和纯镍极板,因此成本较高且出口压力较低,下游应用需额外配备增压设备。同时,方形常压电解槽通过模块化路线,可兼具ALK电解槽寿命长、价格低和PEM电解槽启动时间短、灵活性高、电耗低等优点。但是由于单个模块制氢规模小,大量模块堆叠将造成系统复杂度提升,且成本也高于圆形带压电解槽。 《报告》研究发现,采用ALK电解槽与PEM电解槽搭配以平衡经济性和加强负荷波动响应能力的新模式正在成为大型制氢项目的优选方案之一。PEM电解槽市场需求的逐步释放,带动我国PEM技术与装备水平快速进步,截至2024年9月,我国PEM电解槽单槽产氢能力最大已达500Nm3/h,处于国际先进水平。膜电极、催化剂、质子交换膜等核心材料的技术研发与国产化替代进程也呈现加速趋势。国产PEM电解槽膜电极已进入小批量出货阶段。核心材料的不断突破,有利于国产装备与材料应用规模不断提升,在推动技术成熟度与可靠性提高的同时,带动成本降低。整体来看,国产PEM电解槽的性能指标与国外品牌基本相当,系统集成及BOP已实现国产化和规模化量产。与此同时,虽然国产膜电极市场占有率快速提升,但碳纸等膜电极核心材料的国产化产品在工艺稳定性和应用规模等方面仍有较大提升空间。 SOFC/SOEC的可逆性较强,且两者制备过程及所用材料基本一致,因此国内外从事SOEC的企业大多是从SOFC转型而来。主流SOEC技术可分为管式结构和平板式结构两种。目前平板电池结构是SOEC电池的主流结构。国内SOEC电解槽单槽功率达到百千瓦级别。随着国内SOEC电解槽在项目中应用规模的扩大,系统集成工艺和设计水平将逐步提升,SOEC电池与电堆供应链也将逐渐完善。《报告》认为,我国SOEC电解槽将于2025年开始从工程化向商业化迈进,并于2030年达到较高的商业化水平。 相比ALK技术,AEM技术具有更快的响应速度和更高的电流密度;而相比PEM技术,AEM技术的制造成本更低,因此AEM技术被视为电解水制氢技术未来的主要发展方向之一。2024年以来,我国AEM技术不断突破,已呈现加速发展势头,国内多家企业相继发布AEM产品。目前国内企业已完成500千瓦装备的开发,单槽直流能耗为3.6kWh/Nm3~4.3kWh/Nm3,功率波动范围为5%~120%,冷启动时间小于10分钟。解决阴离子交换膜热稳定性与化学稳定性差、传导能力有限、寿命相对较低、单槽产氢量小等问题,将成为决定AEM技术商业化进程的关键。《报告》预计,未来我国将形成“以ALK+PEM为主线,SOEC与AEM为补充”的发展模式。 (作者系中国产业发展促进会氢能分会高级研究员)
  • 《国际可再生能源署:氢能将重塑全球能源格局》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-01-28
    • 氢能经济的快速增长,正在重塑国际贸易市场和各国的能源关系。氢能尤其是基于可再生能源的绿氢,被视为实现能源转型的重要路径。随着新的氢气出口国、进口国的确立,各国能源实力将重新洗牌,进而引发新的相互依存关系,从而给全球经济和政治格局带来颠覆性影响。 国际可再生能源署(IRENA)日前发布报告称,随着传统化石燃料贸易日渐衰落,氢能将重塑全球能源格局,改变世界能源贸易的地理格局。 ■基于氢能的新格局将诞生 IRENA认为,鉴于许多国家都有能力生产氢气,未来的清洁能源市场将朝着“区域性而非全球性”的方向发展。氢能将为市场带来新的和多样化的参与者,使得供应更加多样化。同时,氢能市场更加包容,可以为世界各国提供公平的合作机会。 IRENA总干事弗朗西斯科·拉卡梅拉表示,“氢虽然不是‘新石油’,但仍会给政治、技术、环境和经济带来革命性影响。” 根据IRENA的报告,本世纪20年代将是氢能技术的竞争时代,而对氢能需求的爆发则从本世纪30年代开始,届时,全球范围内绿氢将与基于化石燃料的灰氢进行成本竞争。IRENA预计,中国、巴西等国可能更早迎来这场“绿灰”成本之争。 报告同时认为,随着氢能经济占据主导地位,可以左右价格走势的油气生产国的地缘政治影响力将大大削弱。这意味着,新的“能源地缘政治地图”将诞生,随着氢气供需两侧共同成长,“氢能外交”的重要性也将大大增强。 ■跨境贸易逐渐活跃 基于到2050年氢能将占全球能源使用量12%的预期,IRENA 认为,跨境氢贸易将在2030年代增加,到2050年超过30%的氢气可以跨境交易,这一比例高于当前的天然气,其中2/3的绿氢生产将用于本地,1/3用于跨境交易。经过改造的管道可能会促进一半的氢贸易,另一半则将以氢衍生物的形式通过船运实现,如氢衍生氨运输。 绿氢将是氢贸易最主要产品,IRENA估计,到2030年,部分国家可以实现绿氢价格与蓝氢持平。 目前已有30多个国家和地区计划开展氢能商业活动,建立氢贸易关系可以为本土氢价值链的建立、绿色就业机会的增加开创新的可能性。事实上,一些传统上没有进行能源交易的国家,正在围绕氢能源建立双边能源关系。 IRENA指出,绿氢市场的增长“比我们此前的预期还要再快一些”,最近,德国、乌拉圭和巴西等地都出现了相关交易。美国能源咨询公司博莱克·威奇则指出,亚洲在氢制取和综合应用方面已取得重大进展,其中,中国、日本、韩国进步显著。 IRENA估计,目前氢能的年销售额约为1740亿美元,已经超过LNG,到2050年有望增至6000亿美元,增幅近6倍。基于此,美国银行预计,到2050年,氢能市场将产生2.5万亿美元的直接收入和11万亿美元的间接基础设施收入。 ■能源进出口国角色可能对调 随着氢能产业布局逐渐打开,当前的能源进出口国角色可能出现对调。《金融时报》撰文称,最有能力生产廉价可再生能源电力的国家,也是最适合生产具有竞争力绿氢的国家。中国、日本、欧盟等能源消费国,已经将氢作为能源战略的主要组成部分,预计未来10年将有约650亿美元资金专门用于制氢。 当前,智利、摩洛哥和纳米比亚等国仍是能源净进口国,但他们成为绿氢出口国的前景十分乐观。根据IRENA分析,非洲、美洲、中东和大洋洲的“绿氢”生产技术潜力最大,只是仍然面临大规模技术转让、基础设施建设等方面的挑战;而欧洲、东北亚和东南亚的潜力则相对较小。 ■平衡国家间能源关系 意大利国际政治研究所(ISPI)指出,氢能产业可以通过创建一个更加分散的全球能源系统来平衡国家间的能源关系。 ISPI研究助理Ruben David表示:“能源系统重新定义之后,某些国家、行业、企业会从中受益,而另外一些则会受到不利影响。”当前的能源出口国可能成为能源净进口国,从而遭受经济损失。事实上,化石燃料丰富的国家大部分收入来自油气出口,可能会因氢出口腾飞而受到干扰,从而导致社会和政治不稳定。 随着化石燃料进出口依赖度降低,向氢的过渡也带来了多边关系的颠覆。“美国与海湾国家之间的关系可能会受到向可再生能源和氢气过渡的严重影响。”Ruben David称,“制定氢能发展的规则、标准以及强化监管治理,也可能会导致地缘关系重塑。”