英气候变化委员会提出发展低碳氢能的建议

作者: 2019-01-29 10:23 来源:
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20181121日,英国气候变化委员会(Committee on Climate ChangeCCC)发布题为《低碳经济中的氢能》的报告[1],介绍了氢能利用的主要发现和部署氢能的需求,并为英国政府提出了相关建议。报告指出,氢能是帮助英国能源系统脱碳的可靠选择,但其发挥的作用将取决于政府的承诺和对英国工业能力发展的支持。

一、主要发现

1、氢能是电气化的有力补充。①大规模生产低碳氢能依赖于碳捕集与封存(CCS)的部署。到2050年,通过低碳途径生产并大规模储存氢能,这一可能性使氢能成为电气化潜在的重要补充,并以经济高效的方式使能源利用排放量下降到非常低的水平。②有选择地利用氢能并提高能源效率,氢能将在替代天然气(例如建筑物供暖、工业供热和备用发电)和液体燃料(例如重型运输)方面发挥潜在的重要作用。

2、针对氢能采取行动的需要。只有立即开始大规模部署低碳氢能,才能使氢能发挥长期的重要作用。未来10年,应该以“减少后悔”的方式部署氢能。

3、制定供热脱碳战略的需要。氢气促进脱碳的最大潜力是作为向建筑和/或工业过程提供热量的低碳燃料。这些用途还决定了对氢能基础设施的要求,因此,氢能未来能够发挥作用将取决于英国如何实现其供热脱碳战略。需要在未来3年内制定一项完全成熟的英国供热脱碳战略,包括未来天然气网用途的明确信号。

4、成本。与其他不切实际或者成本昂贵的减排措施不同,部署氢能提供了具有成本效益的替代化石燃料的选择。这对于实现整个能源系统的完全脱碳非常重要。氢能可以比之前估计的更低成本促进能源系统的深度脱碳。

二、部署氢能的需求

氢能虽然已被公认为长期减少排放的一种选择,但是在英国能源系统大规模部署氢能的合理性尚未被证实。目前英国无法生产大量的低碳氢能,也没有能够为氢能提供市场的技术。因此,英国在2020年的优先事项应当包括以下内容:

1、大规模的氢气生产应当从作为CCS设施的一部分开始,用于在最初不需要进行重大基础设施变更的用途(例如,在公共汽车、发电、工业中利用氢能,或者在天然气供应中以小比例混合氢气)。

2、同步开发已经就绪的技术(如锅炉、涡轮机等),并且制定相关政策支持其部署。

3、建立有效的政策机制,推动氢技术的应用,增加其最大价值,使氢能在能源系统中的长期作用变得更加清晰。

三、建议

为了使氢能在2020年成为英国脱碳的确定选择,英国气候变化委员会建议在战略、部署、公众参与、示范、技术开发和研究方面采取以下行动:

1、制定供热脱碳战略。政府应当承诺在未来3年内制定供热脱碳战略,鼓励企业投资氢气生产,为建筑和工业等用途供暖。

2、制定重型货车(HGVs)脱碳战略。鼓励在2050年前由化石燃料和生物燃料转向零排放。需要在20252030年做出如何实现这一目标的决定。在此之前,需要尽快开展氢能重型货车的小规模试验部署。

3、提高能源效率。制定有效的政策来实现政府的《清洁增长战略》承诺,到2035年使当前能效等级认证(EPC)为BC的住房的能效进一步提升。新建筑应当具有较高的能源效率,专为低碳供热系统而设计。

4、氢能部署。建议到2030年建设一组能够大量生产低碳氢能的CCS设施,用于不需要重大基础设施变更的应用(例如工业、发电、注入天然气网络和运输)。

5、判别氢能的部署机遇。政府应评估整个能源系统中氢能利用的短期机遇,并制定2020年氢能战略方向。

6、公众参与。目前普通公众对放弃使用天然气供暖及其替代方案的了解不足。在未来制定供暖政策时,需要了解公众偏好并将其纳入能源基础设施的战略决策。

7、项目示范。进行氢能在建筑、工业、运输方面的试验和试点项目,并证明来自CCS的氢气生产过程足够低碳。

8、技术开发。有些技术尚未大规模部署,但到2050年可能在能源系统的氢气利用中发挥重要作用,包括锅炉、涡轮机、氢能重型货车和生物质气化。

9、下一步研究。①确定不同运行模式下的氢能存储方式。②研究和开发用于工业加热应用的氢技术。③与化石燃料和低碳替代燃料相比,建筑、工业和电力行业氢气燃烧对NOx排放的影响,以及减缓NOx排放的潜在技术。④氢气燃气轮机用于发电的可行性。⑤考虑氢气纯度的要求,评估全国燃料补充网络中为重型车辆生产和分配氢能的最具成本效益的方式。⑥氢能利用安全性及其对氢能部署的影响。⑦当氢气排放到大气中时作为间接温室气体的影响。            (刘燕飞)



[1] Hydrogen in a Low-carbon Economy. https://www.theccc.org.uk/publication/hydrogen-in-a-low-carbon-economy/

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