国际能源署报告分析中国制氢配套CCUS的发展机遇

作者: 2023-04-03 20:00 来源:
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202211月,国际能源署和中国21世纪议程管理中心合作发布《中国氢能生产行业应用二氧化碳捕集、利用与封存的机会》报告[1],讨论了中国当前氢能生产和二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)的地位,以及到2060年中国经济各个领域对氢的潜在需求。报告还比较评估了不同制氢路线的经济绩效和不同生命周期的排放量,讨论了CCUS和氢气部署的潜在协同效应和区域机会等。

报告对情景的分析表明:虽然到2060年,可再生能源电解产生的氢气可以满足大部分氢气需求,但为现有的氢气生产设施配备CCUS可能是减少排放和扩大低排放氢气供应的补充战略。

1、现阶段煤制氢配套CCUS对中国实现碳中和目标至关重要

氢能和CCUS将在实现中国碳中和目标方面发挥重要的互补作用,均被确定为中国碳中和战略的重点。中国的氢气产量处于世界领先地位,但目前这种生产是高排放的。2020年,中国的氢气产量达到约3300万吨,占世界总量的30%。约三分之二的氢气生产以煤炭为燃料,产生3.6亿吨二氧化碳。为现有的制氢设施配备CCUS是减少排放和扩大低排放氢气供应的关键战略。由于中国现有的许多燃煤制氢厂都是最近建成的,排放高度密集,并且可能在未来几十年内运行,因此为其配备CCUS对于减少排放至关重要。

CCUS还可以为煤炭资源丰富的地区和二氧化碳存储资源丰富的地区开展氢能生产提供具有成本效益的选择方案。目前配套了CCUS的煤制氢的平均成本为1.4~3.1美元/千克,而使用可再生电力生产电解氢的成本为3.1~9.7美元/千克。预计联合CCUS的煤制氢将成为重要的化石燃料制氢路径。尽管如此,预计电解制氢可能会从2030年代开始占主导地位,到2060年,可再生电力电解氢将占中国氢供应的80%

2、氢能在中国经济中的作用将越来越大

氢的使用可以解决中国的一系列能源和排放挑战。低排放氢可用于长途运输、化工和钢铁等一系列行业,以实现深度减排。开发氢作为能源载体还可以改善空气质量,减少对燃料进口的依赖并推动技术创新。氢能还将在中国2060年实现碳中和的战略中发挥关键作用。有针对性的支持可以扩大中国对氢的使用。预计到2060年氢的需求将上升到1.3亿吨。

3、培育氢能-CCUS的协同效应可助力中国实现碳中和

同时部署制氢和CCUS可以使二者互益并互相促进。因为制氢提供了相对纯净的二氧化碳,使配套CCUS的二氧化碳捕集成本最低。同时,制氢为政府提供了开发CCUS技术和支持二氧化碳设施投资的早期机会。根据国际能源署对承诺情景(APS)的估算,到2060年,中国能源行业将捕集26亿吨二氧化碳。

产业集群可以作为低排放氢气生产扩大及CCUS部署的枢纽。氢的生产和利用都更有可能集中于产业集群中,而其中一些可能位于二氧化碳储存设施附近。因此,改造CCUS现有产能将是扩大低成本、低排放氢基础设施的重要方式,同时可以促进二氧化碳储运设施的扩大。

捕集的二氧化碳和氢是未来生产合成燃料的关键点。合成燃料是为数不多的减少长途运输排放的解决方案之一。捕集的二氧化碳也可用于提高石油采收率或制造化学品与建筑材料。            (邢颖)



[1] Opportunities for Hydrogen Production with CCUS in China. https://www.iea.org/reports/opportunities-for-hydrogen-production-with-ccus-in-china

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