隨著各國競相發(fā)布凈零排放目標，由于綠氫能夠推動化工和煉鋼等難以脫碳的行業(yè)脫碳，預(yù)計未來的需求量將很高。然而，目前的綠氫市場正處于嬰兒階段，需要很多工作的推進，尤其是從政策制定者的角度，最大限度地發(fā)揮綠氫在工業(yè)部門和終端部門脫碳方面的影響。
為了推動具體的政策框架，以擴大工業(yè)中綠氫的應(yīng)用并建立一個可靠的市場，國際可再生能源署（IRENA）近日發(fā)布《工業(yè)綠氫政策制定指南（Green hydrogen for industry: Aguide to policy making）》（簡稱《報告》）。“我們?yōu)槭裁匆P(guān)注工業(yè)領(lǐng)域？”IRENA專家Emanuele Bianco表示，目前，工業(yè)部門已經(jīng)是氫的主要消費領(lǐng)域，但亟需從基于化石燃料的氫轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳稍偕茉吹臍?，這需要相關(guān)政策的支持。
綠氫與難以脫碳的行業(yè)
《報告》指出，鋼鐵和化工等能源密集型的基礎(chǔ)材料行業(yè)，在溫室氣體（GHG）排放中占有很高的比例。2017年，僅鋼鐵和化工行業(yè)的溫室氣體排放量，就分別在總計369億噸的全球與能源、工業(yè)相關(guān)的溫室氣體排放量中，占比達到8%和5%。
國際可再生能源署認為，在全球財富和城市人口的增加，以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展的驅(qū)動下，全世界對材料的需求正持續(xù)增長，在此情形下，這些能源密集型行業(yè)的排放量將穩(wěn)步增加。為扭轉(zhuǎn)這一趨勢，使工業(yè)排放軌跡與緩解氣候危機的目標保持一致，是一項緊迫而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
《報告》強調(diào)，材料工業(yè)是我們社會不可分割的一部分，與之相關(guān)的政策和制度往往旨在保持這些行業(yè)在全球市場中的競爭力，其結(jié)果是，這些行業(yè)變得高效，但其生產(chǎn)系統(tǒng)依賴化石燃料，導(dǎo)致相關(guān)碳排放難以降低。例如，在鋼鐵行業(yè)，2019年消耗的21EJ能量中，有40%來自煤炭，33%來自化石氣體，20%來自電力。此外，在經(jīng)濟和基礎(chǔ)設(shè)施需求增長的驅(qū)動下，基礎(chǔ)材料的需求預(yù)計將繼續(xù)增加。
“當(dāng)前，將鋼鐵和化工列為‘難以脫碳’的行業(yè)，已經(jīng)變得十分常見。這是因為它們的生產(chǎn)和使用過程面臨很多減排的挑戰(zhàn)。”《報告》顯示，隨著生產(chǎn)成本的逐漸降低，綠氫正在成為一些難以脫碳的工業(yè)領(lǐng)域共同的“脫碳解決方案”。不過，從化石燃料過渡是一個漸進的過程，在這一過程需要眾多政策和措施的支持。
綠氫政策制定中的優(yōu)先事項設(shè)定
國際可再生能源署認為，政策制定者在支持能源轉(zhuǎn)型時，可以使用解決方案，其中包括綠氫、電氣化、提高能源效率、提高材料效率、循環(huán)經(jīng)濟和碳捕獲等。這些解決方案并不是相互競爭的關(guān)系，相反，當(dāng)積極的政策制定到位時，它們可以相互補充。不過，政策制定者需要確定優(yōu)先事項，并仔細評估這些解決方案的適用范圍。當(dāng)制定支持政策時，需要考慮與其他終端應(yīng)用中的脫碳方案相比，綠氫的相對成本和優(yōu)勢，特別是要考慮到競爭技術(shù)的不斷發(fā)展。
“從技術(shù)上講，氫可以用于許多不同的領(lǐng)域，然而，盡管氫具有巨大的潛力，但必須考慮它的生產(chǎn)、運輸和轉(zhuǎn)化都需要能源，也需要大量投資。”《報告》強調(diào)，氫的廣泛使用存在不符合“脫碳世界”的要求的可能，在這些要求中，能源的消費和產(chǎn)能部署將必須仔細管理。尤其是，綠氫的生產(chǎn)需要可再生能源，而這些可再生能源也可以用于其他用能終端，這就要求在政策制定中確定“優(yōu)先事項”。
根據(jù)《報告》，綠氫戰(zhàn)略的“優(yōu)先權(quán)設(shè)定”，取決于對不同因素的評估，其中一些因素在全球不同國家中是相似的，包括脫碳解決方案的技術(shù)成熟度和氫氣需求的潛在規(guī)模。如上圖所示，兩個因素疊加下，氫的工業(yè)用途應(yīng)作為最優(yōu)先的終端應(yīng)用之一，因為在可預(yù)見的未來，該領(lǐng)域替代氫的方案仍然缺乏，同時，工業(yè)用氫的需求足夠大，可以通過規(guī)模化使向綠氫應(yīng)用的轉(zhuǎn)變更具成本效益。
如何參考能源電力行業(yè)的經(jīng)驗
《報告》指出，工業(yè)部門能源轉(zhuǎn)型的政策制定，可以參考電力部門已經(jīng)積累的經(jīng)驗。迄今為止，能源、電力領(lǐng)域的諸多政策，已經(jīng)成功地使曾經(jīng)的小眾技術(shù)成為投資者的默認選擇。與此同時，還應(yīng)該考慮這些部門的不同屬性。
國際可再生能源署認為，電力行業(yè)的能源轉(zhuǎn)型是由參與電力行業(yè)的新興力量通過太陽能光伏（PV）和風(fēng)能等新技術(shù)推動的。同時，電力的生產(chǎn)和消費主要是在一個國家內(nèi)部，其進出口受到“互聯(lián)”的限制，需要依靠長期合同，且電力只與鄰國貿(mào)易。此外，在電力系統(tǒng)中，產(chǎn)量有限的較小參與者，甚至自發(fā)自用者的參與是可能的。
而在工業(yè)部門，預(yù)期的“變革”將由現(xiàn)有的參與者推動，目前依賴化石燃料的設(shè)施正在轉(zhuǎn)向可再生能源。雖然可能存在脫碳的新的參與者，但不太可能取代現(xiàn)有的參與者。同時，鋼鐵和化工產(chǎn)品可以廣泛跨境、遠距離交易，使這些行業(yè)面臨全球競爭。最后，工業(yè)應(yīng)用規(guī)模較大，不具備發(fā)電廠的“模塊化”性質(zhì)。
基于上述判斷，《報告》建議，政策制定者可以制定新的政策，支持難以脫碳的部門的綠氫應(yīng)用和能源轉(zhuǎn)型，并通過仔細評估可再生能源部門的經(jīng)驗，同時考慮工業(yè)部門的獨特性，來推動這一進程。
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