IEA：基于排放强度的氢定义
- 发布时间：2024-12-22
- 实施时间：2024-12-22
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伟大的小毛驴
双智云平台创始人，生态环境部环境影响评价技术评估专家库入库专家、中华环保联合会综合技术专家组委员、中国环保产业协会环保管家精讲班高级讲师，土壤导则编制参与人，毛驴说原创。
《基于排放强度的氢定义》由国际能源署（IEA）发布，旨在为政策制定者、氢生产商、投资者和研究界提供信息，助力在2050年前实现净零排放目标，推动氢产业的可持续发展。报告主要内容包括氢在能源系统中的现状与作用、氢生产的排放强度分析、基于排放强度的氢定义及国际排放核算框架的构建等，为全球氢产业发展提供了重要参考。
### 核心观点
- 明确氢生产排放强度有助于投资决策，促进氢产业规模化发展，目前相关项目面临诸多瓶颈，需政府明确政策、加强国际合作。
- 氢及相关衍生物在实现净零排放中具有重要作用，G7在其生产和应用方面发挥关键作用，但当前全球贸易规模较小，未来有望扩大。
- 氢生产技术多样，排放强度差异大，可再生能源电解水制氢排放低，化石燃料制氢排放高，CCS技术可降低排放，未来排放强度有望进一步降低。
### 氢在能源系统中的现状与作用
- **氢的需求与生产现状**：2021年全球氢需求达9400万吨，主要集中在炼油和工业领域，G7占全球需求约四分之一。当前氢生产以未减排的化石燃料为主，低排放氢产量不足1%，但G7在低排放氢生产方面处于领先地位，且其在不同生产技术中的份额有所差异。
- **氢在净零排放中的角色**：在全球能源转型中，氢、氨和氢基燃料对难以减排的行业（如重工业和长途运输）的脱碳至关重要，有助于实现2050年净零排放目标。例如，在国际能源署的净零排放情景中，全球氢需求将大幅增长，2050年将达4.7亿吨，新应用需求增长显著，G7在其中的需求增长也较快，且在新技术应用方面发挥引领作用。
### 氢生产的排放强度分析
- **不同生产路线的排放强度**
- **化石燃料制氢**：天然气制氢（SMR）无CCS时排放强度约9kg CO₂-eq/kg H₂，考虑上游和中游排放后总排放强度约11kg CO₂-eq/kg H₂；采用CCS后，排放强度可降至1.5 - 6.2kg CO₂-eq/kg H₂，具体取决于捕获率和天然气供应的排放情况。煤炭制氢无CCS时总排放强度为22 - 26kg CO₂-eq/kg H₂，采用CCS后可降至2.6 - 6.3kg CO₂-eq/kg H₂。
- **电解水制氢**：其排放取决于发电的排放强度，使用可再生能源发电时排放强度为0kg CO₂-eq/kg H₂；使用电网电力时，排放强度因电网技术和运行情况而异，如在欧洲，瑞典电网排放强度低（10g CO₂-eq/kWh），而其他国家在不同负荷时段电网排放强度不同，高峰时可能导致氢生产排放大幅增加。
- **其他制氢方式**：核能制氢排放强度为0.1 - 0.3kg CO₂-eq/kg H₂；生物质制氢直接排放视为0，考虑上游排放后总排放为1.0 - 4.7kg CO₂-eq/kg H₂，结合CCS后可实现负排放（-16至-21kg CO₂-eq/kg H₂）。
- **排放强度的影响因素**
- **燃料和技术类型**：不同燃料和技术的组合导致排放强度不同，如天然气制氢与煤炭制氢的排放强度存在差异，且CCS技术的应用能显著降低排放强度。
- **CCS应用率**：较高的CCS捕获率可减少直接排放，但在高捕获率下，上游和中游排放成为主要影响因素，如天然气制氢中，高捕获率时上游和中游排放占比可达70%以上。
- **上游和中游排放**：天然气生产中的甲烷和CO₂排放对氢生产排放强度影响显著，不同地区天然气供应的排放差异较大，如挪威排放低，而里海地区排放高。减少甲烷排放是降低氢生产排放强度的关键，也是应对气候变化的重要举措。
### 基于排放强度的氢定义及国际排放核算框架
- **现有认证系统和法规概述**：目前已有多个氢认证系统和法规，其目的、系统边界、范围、生产途径、产品类型、需求部门、监管链模式、排放强度水平和可持续性标准等方面存在差异，导致监管和认证障碍，限制了市场发展。
- **国际排放核算框架的必要性**：建立统一框架可提供透明度，促进投资和贸易，降低项目开发商风险，满足各方利益相关者需求，如生产商、消费者、政府、贸易商、投资者、认证机构和公众等。
- **实施途径和考虑因素**
- **实施途径**：基于现有标准和认证体系，利用IPHE方法论确定氢生产排放强度，根据不同方案（强制或自愿）实施，灵活满足政府和企业报告需求，纳入非排放标准。
- **考虑因素**：框架应涵盖氢供应链全环节排放，与其他可持续性要求兼容，通过“产品护照”整合多种标准，确保数据报告、验证和审计的准确性，提高数据质量，增强框架在技术和数据变化中的适应性。
### 氢产业发展面临的挑战与应对策略
- **发展挑战**
- **需求不确定性**：低排放氢的近期需求规模及具体需求情况不明，影响项目投资决策。
- **基础设施缺乏**：氢输送基础设施不足，尤其在分布式应用或需求与生产地距离远时，且基础设施建设面临需求不确定性风险。
- **法规和认证不清晰**：监管框架和认证方案缺乏明确性，影响项目开发商获得投资和市场信心，不利于国际市场发展。
- **应对策略**
- **政府行动**：制定明确政策，如实施需求创造机制、发展基础设施、建立清晰监管框架，降低投资风险，促进项目部署。
- **国际合作**：G7等国家应加强合作，建立互认机制，协调法规和认证体系，推动全球氢市场发展，同时积极与其他国家和利益相关者对话，实现市场包容性发展。
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