欧盟清洁氢伙伴关系发布欧洲可再生氢供应链研究报告
2024年10月25日,欧盟清洁氢伙伴关系(Clean Hydrogen Partnership) 发布《欧洲可再生氢供应链研究报告》,分析了可再生氢供应链现状和面临的挑战,并提出建议以助力欧洲在氢经济领域占据领先地位,实现可持续发展。
一、欧洲氢供应链的重要性
1. 实现净零目标的关键
可再生氢在全球能源转型中潜力巨大,预计到 2050 年可满足约 10% 的总能源消耗,尤其在高耗能行业和能源存储方面具有重要应用前景,欧洲致力于将其作为实现净零排放的关键要素。
2. 战略与监管背景
欧盟监管框架:欧盟制定了一系列战略和法规,如《欧洲绿色协议》《氢战略》等,设定了可再生氢的发展目标,包括提高电解槽部署和国内产量,通过立法措施推动能源转型和脱碳,同时明确了可再生氢的标准和规则。
欧盟资金支持:多种资金助力可再生氢经济发展,涵盖 IPCEI、Horizon Europe 等众多项目,以推动技术研发、基础设施建设和市场发展。
欧盟供应链策略:欧盟积极应对挑战,出台《欧盟绿色协议工业计划》,包括《欧洲净零工业法案》和《欧洲关键原材料法案》,旨在增强制造业竞争力,确保关键原材料供应,减少对进口的依赖,同时强化技能培训,推动贸易开放,保障供应链韧性。
3.全球竞争态势
其他国家和地区也在积极布局可再生氢战略,美国通过 IRA 提供资金支持,中国凭借成本优势和强大的产业基础推动氢生产,日本和韩国在研发和应用方面表现突出,澳大利亚则通过制定行动计划和提供监管指导来促进可再生氢发展。
二、供应链评估
1. 生产技术供应链
(1)电解槽
现状与趋势:欧洲电解槽制造产能占全球近 25%,落后于中国,预计未来市场份额将略有下降。PEM 电解槽技术欧洲领先,中国在 ALK 电解槽成本上具有竞争力,SOEC 和 AEM 电解槽处于发展阶段,欧洲在相关技术研发和制造能力上有待提升。
技术特点与挑战:PEM 电解槽效率较高但依赖贵金属,面临监管不确定性和成本竞争力挑战;ALK 电解槽技术成熟但需应对中国产品的竞争压力;SOEC 电解槽在高温运行,技术成熟度低,存在自动化和生产规模等问题;AEM 电解槽为新兴技术,具有成本和性能优势,但面临技术性能提升和规模化生产的困难。
(2)废氢利用(以生物质气化为例)
技术与应用:生物质气化是将有机废物转化为氢气的热化学过程,具有较高的氢气产率和能源转化效率,在欧洲有一定的技术基础和应用潜力。
挑战与机遇:面临专利竞争、法规不确定性、资源可用性和社会接受度等问题,但欧洲在技术知识和本地材料供应方面具有优势,有望在碳减排方面发挥重要作用。
2. 物流技术供应链
(1)氢载体(以氨为例)
氨作为氢载体具有运输便利性,欧洲在氨生产技术上成熟,但在氨裂解技术方面面临日本的竞争,且缺乏相关法规支持和安全标准,需要提高裂解效率和安全性,以满足未来氢能源市场需求。
(2)存储技术
储氢罐:储氢罐技术成熟但需改进以适应新应用,面临碳纤维供应竞争和法规适应性问题,提高材料性能和降低成本是关键挑战。
加氢站:加氢站在欧洲处于发展阶段,日本和韩国领先,欧洲需解决生产成本高、汽车行业支持不足、组件供应和交付时间等问题,以推动氢燃料电池汽车的普及。
(3)配送技术(电网基础设施)
欧洲计划建设大规模氢气管道网络,但面临氢气与天然气混合比例不确定、关键原材料依赖进口等问题,提高管道技术和优化混合比例是未来发展的关键。
3. 终端应用技术供应链
(1)燃料电池技术
PEMFC:在交通和固定应用领域商业化,但欧洲在市场份额和技术竞争力方面落后于亚洲国家,需解决技术改进、降低成本、应对监管不确定性等问题,以提升在全球市场的地位。
SOFC:适用于静态工业应用,欧洲在技术研发和制造能力上有一定基础,但面临自动化程度低、生产规模小等挑战,需要加大研发投入和提升生产能力。
(2)工业应用技术(以钢铁脱碳的 DRI 方法为例)
DRI-EAF 技术是钢铁脱碳的有前景的方法,但欧洲在该技术的应用中面临氢气成本高、基础设施不足、依赖国外技术专利等问题,同时也具备成为全球领先者的潜力,需要加强技术创新和基础设施建设。
(3)其他技术(如氢燃气轮机发电、合成甲醇)
氢燃气轮机发电:欧洲在氢燃气轮机技术上有一定基础,但面临可再生氢供应不足、成本高和技术竞争等问题,需要提高技术效率和降低成本,以实现商业化应用。
合成甲醇:欧洲在合成甲醇技术方面具有优势,但面临氢气和二氧化碳原料供应、成本竞争力等挑战,需要加强原料供应保障和技术创新。
三、建议
1. 加强供应链建设
总体建议:加大研发投入,减少关键原材料依赖;优先发展制造规模化和自动化项目;制定针对性研发计划;完善氢认证和标准;支持新兴技术发展;优化补贴分配;推动技术多元化。
2. 针对各环节的具体建议
生产技术:电解槽需制定性能评级标准,PEM 电解槽应发展 TFE 化学工业,ALK 电解槽需加强营销,SOEC 电解槽应与高温应用结合,AEM 电解槽需扩大生产规模;废氢利用应优化原料收集。
物流技术:氨裂解需建设新设施,储氢罐要更新标准和研发新材料,加氢站应推动经济解决方案,电网基础设施要确保网络功能。
终端应用技术:制定氢利用优先框架,促进跨领域合作;PEMFC 应与汽车制造商合作;SOFC 需扩大生产规模;钢铁脱碳应综合多种解决方案;氢燃气轮机应专注于 100% 氢燃料技术研发;合成甲醇应开发互补技术。
3. 提升可持续性和循环性
行业应遵循新的资助要求,包括 ESG 报告和可持续性准则;建立回收计划;评估氢技术与其他替代技术的适用性。
4. 推动氢项目发展
提供 CAPEX 和 OPEX 资金支持;制定针对特定行业的补贴计划;促进长期氢购买协议;鼓励项目间合作与知识共享。