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由于全球气候危机,全球经济的所有部门都迫切需要在2050年前或2050年左右实现脱碳并衔接上净零排放路径。尽管大多数行业和应用领域可以依靠可再生能源电气化实现净零排放,但一些难以减排的行业在电气化之外,还需要使用氢气或氢基产品(如氨、甲醇或直接还原铁钢)来实现净零排放。根据IRENA的1.5°C情景,到2030年,绿色和蓝色氢气的年产量需增加到1.25亿吨,到2050年则需达到5.23亿吨。建立并进一步完善一个强大的质量基础设施(QI)——由组织、政策、法律框架和实践所组成的体系,旨在确保产品和服务的质量、安全性与可持续性——是实现这一转型的关键支柱。
为了提高对绿氢价值链中质量基础设施重要性的认识,并为相关服务的开发提供建议,IRENA与德国国家计量研究院(PTB)合作,并在德国联邦经济合作与发展部(BMZ)的资助下开展了“绿氢质量基础设施:可再生氢生产与贸易的技术标准与质量控制”项目。本报告总结了该项目的研究成果。
质量基础设施为氢能行业提供工具和服务,从而降低该行业的安全、财务和声誉风险,同时为实现投资所带来的积极可持续性影响提供支持。本报告概述了构建质量基础设施生态系统的主要考虑因素和优秀实践,涵盖了标准化、计量、合格评定(测试、认证、检验、核查和验证)、认可及与氢能行业相关的技术法规。
本项目的一个关键成果是提供了一个通用路线图,以指导各国如何发展质量基础设施,从而有效支持绿氢发展,特别是价值链中的氢能生产和分配环节。该路线图包括以下五个步骤:1.评估绿氢潜力2. 制定国家氢能战略3.评估国家质量基础设施生态系统4.评估质量基础设施服务供需5.制定质量基础设施发展行动计划
该步骤路线图为氢能行业的发展及所需质量基础设施的建设提供了关键考虑因素方面的指导。通过与突尼斯工业、矿产和能源部共同开展的突尼斯案例研究,此步骤路线图得到了应用试点。试点的相关成效将与本报告一起在IRENA网站上发布。
报告提出了一个三级模型,定义了在绿氢行业不同发展阶段所需的质量基础设施服务。
第一级包括确保可再生能源发电质量和安全的基本服务,以及电力和天然气(尤其是天然气)分配和使用中的服务,涵盖了组件质量以及安装和运行中的安全性。在这个层面上,大多数国家已经具备了相当健全的质量基础设施。这为将绿氢作为创新能源载体融入现有能源系统奠定了基础。
第二级聚焦中等水平的质量基础设施服务,这些服务旨在确保可再生能源和天然气(尤其是天然气)在发电、运输和分配中的质量与可持续性。此层面的要求还扩展到氢气及氢含量超过20%的混合物。在许多国家,尤其是发展中和新兴经济体,目前还没有提供这些服务,或现有服务不符合适用的国际标准要求。
第三级包括为确保绿氢生产、运输、分配、贸易和使用的安全、质量和可持续性而专门要求的先进质量基础设施服务。例如,这包括对产品的碳强度和能源发电特征的认证。在大多数国家,这一层面的许多具体的质量基础设施服务仍在开发中或还尚未存在。
本报告将质量基础设施的知识和系统方法应用于国际社会正在积极探索的新兴绿氢经济领域,以推动能源转型。路线图为决策者和实践者提供了一个结构化的方法和工具,以供他们在考虑质量基础设施在支持能源转型工作中的重要作用时加以应用。
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