国际能源署-低碳燃料在电力部门清洁能源转型中的作用（英）-2021.10-116页_13mb

报告摘要

总结：低碳燃料在电力部门清洁能源转型中的作用

核心内容

国际能源署（IEA）发布的报告《低碳燃料在电力部门清洁能源转型中的作用》探讨了低碳氢和氨在电力部门中的潜在作用，尤其是在应对可再生能源波动性和确保电力安全方面。报告指出，尽管可再生能源（如太阳能和风能）正在迅速增长，但电力系统仍需要灵活资源来维持稳定和脱碳。低碳氢和氨作为化石燃料发电厂的替代或补充燃料，能够帮助实现这一目标。

主要观点

低碳燃料的必要性：由于可再生能源的间歇性，电力部门需要其他灵活资源来确保供应安全和脱碳，包括低碳调度型发电厂、储能、需求响应和输电扩容。
低碳氢和氨的潜力：在化石燃料发电厂中燃烧高比例的低碳氢和氨，可以实现电力部门的脱碳，同时维持现有电厂的运行服务。
技术进展：目前，氨和氢的共燃比例已成功达到20%和90%以上，并且更大规模的测试项目正在开发中。
成本与供应：低碳氢和氨的生产成本取决于地区资源、政策和社会接受度。天然气与碳捕集、利用与封存（CCUS）路线是当前最经济的生产方式，而电解水制氢在风能和太阳能资源丰富的地区成本正在迅速下降。
系统价值：低碳燃料在电力系统中的价值受市场设计、其他灵活性选项、能源结构和碳价等因素影响。
政策支持：为促进低碳燃料的使用，电力市场需要改革以奖励灵活性、容量和系统服务。同时，碳定价和其他互补政策有助于降低剩余成本差距。
供应链发展：到2030年，建立低碳燃料供应链将有助于降低成本并推动其他难以脱碳的行业（如长途运输和工业）使用低碳燃料。

关键信息

全球电力需求增长：过去20年，全球电力需求增长了13%，其中新兴经济体增长超过400%。
热电发电的重要性：热电发电仍是全球电力和热能的主要来源，尤其在新兴市场和中国。其技术寿命可延续至2030-2040年。
低碳燃料的减排潜力：使用低碳氢和氨可实现显著的温室气体减排。例如，从天然气发电转为95%碳捕集的氢发电，可减少约70%的排放；从煤炭发电转为95%碳捕集的氨发电，可减少约80%的排放。
地区差异：不同地区的电力结构、政策和成本差异决定了低碳燃料的使用潜力。例如，日本由于其高碳价和电力市场机制，低碳氨的使用更具经济可行性。
基础设施需求：为实现低碳燃料的广泛应用，需要大规模扩展电解槽和氢、氨运输基础设施，同时关注健康与安全风险。
市场与政策作用：市场机制和政策支持对于推动低碳燃料的发展至关重要，包括碳定价、灵活性奖励和投资激励。