2023年3月25日，國家重點研發(fā)項目固態(tài)氫能發(fā)電并網(wǎng)率先在廣州和昆明同時實現(xiàn)，這是我國首次將光伏發(fā)電制成固態(tài)氫能應(yīng)用于電力系統(tǒng)。
作為可再生二次能源，氫能具有清潔低碳且可存儲的特征，在消納可再生能源、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場景潛力巨大。有分析認為，氫能在未來能源系統(tǒng)中的比重將顯著增加。
加快綠色低碳發(fā)展，讓我國能源產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一輪新的變革。近日，在中國能源研究會與自然資源保護協(xié)會（NRDC）合辦的“新型電力系統(tǒng)沙龍”研討會上，中國能源研究會能源政策研究室主任林衛(wèi)斌告訴新京報記者，“碳達峰之后，隨著碳約束的加強，氫能在新型電力系統(tǒng)中將有很大的發(fā)揮空間。”
目前各地方政府累計發(fā)布70余項涉氫政策
去年3月，國家發(fā)改委和能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》明確了氫能產(chǎn)業(yè)的“三大定位”，即未來國家能源體系的重要組成部分、用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》發(fā)布三個月后，河北唐山就出臺了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施方案，其中提出力爭到2025年，建成加氫站30座，氫燃料電池汽車運營數(shù)量力爭達到2500輛，氫能產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入達到200億元。
各地積極響應(yīng)能源體系改革號召，開始探討“雙碳”目標下氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展思路。2023年4月1日，我國第七個國家級新區(qū)“涇河新城”與多家企業(yè)集中簽訂合作協(xié)議，項目涵蓋了氫能應(yīng)用技術(shù)研發(fā)、氫能產(chǎn)業(yè)高端裝備智能制造、氫燃料電池生產(chǎn)、加氫站建設(shè)等氫能領(lǐng)域，總投資達18.69億元。
毫無疑問，作為我國加快能源轉(zhuǎn)型升級、培育經(jīng)濟新增長點的重要戰(zhàn)略選擇，氫能“炙手可熱”。
一個星期前，首屆京津冀氫能盛會在北京舉辦，科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)司能源與交通處處長問斌稱，“經(jīng)過多年發(fā)展，我國在氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面積累了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。”
據(jù)他介紹，在示范應(yīng)用方面，我國開展了氫能典型場景示范應(yīng)用，初步打通了氫能的“制-儲-輸-用”全產(chǎn)業(yè)鏈。在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方面，截至目前，各地方政府累計發(fā)布了70余項涉氫的政策，構(gòu)建了涵蓋科技創(chuàng)新、應(yīng)用示范、基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)布局等各個環(huán)節(jié)的政策體系。
實際上，氫能作為新興的能源形態(tài)，目前在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中占比還比較小。在林衛(wèi)斌看來，為實現(xiàn)“雙碳”目標，電力結(jié)構(gòu)將從以化石能源為主轉(zhuǎn)向新能源占比逐漸提高，最終新能源將占據(jù)主體地位。在這個過程中，電力系統(tǒng)的整體形態(tài)、組織方式、交易方式都在發(fā)生系統(tǒng)性變革，關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路徑選擇十分重要。
“目前資本市場和地方都在關(guān)注并布局氫能，所以需要對氫能的發(fā)展前景、技術(shù)前景和應(yīng)用場景進行深入探討。”林衛(wèi)斌說。
“氫氨路線”或為碳中和帶來新機遇
除了氫外，還有氨。氨是天然的儲氫介質(zhì)，便于安全運輸，解決了氫能安全存儲和運輸?shù)碾y題。因此，有專家指出，“氫氨路線”成為目前推動氫能發(fā)展的熱點之一。上海電機學(xué)院教授張華認為，“氫氨+新能源”是應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)碳中和的一個可行路徑。
他告訴記者，為解決新型電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電與用電負荷不匹配的問題，電網(wǎng)需要儲能，特別是要有長時儲能的技術(shù)解決方案。目前成熟的抽水蓄能和電化學(xué)技術(shù)，在充分發(fā)展的前提下，可以滿足短時儲能的需求，而對于長時間、季節(jié)性、大規(guī)模的儲能需求，氫氨是一個可行的技術(shù)方向。
在未來能源系統(tǒng)中，氫氨的應(yīng)用前景主要有兩個方面：其一在交通領(lǐng)域，氫氨作為燃料為使用混合動力系統(tǒng)的交通工具提供電能；其二在電力領(lǐng)域，氫氨作為燃料和儲能，為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、慣量等服務(wù)。
從產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展進步的角度來看，最大挑戰(zhàn)來自于效率和經(jīng)濟性。
“目前在交通領(lǐng)域，氫氨與柴油的pk時機已經(jīng)到來，氫氨與柴油相比具有成本競爭力；但在電力領(lǐng)域，氫氨應(yīng)用尚處于示范探索階段，成本競爭力不足，因此與煤的pk時機尚未成熟。”張華說。
參考光伏的發(fā)展路徑，在政策推動下，得到資本市場的青睞，實現(xiàn)規(guī)模化后，光伏成本大幅下降。張華認為，氫氨經(jīng)濟的發(fā)展路徑也可以具有類似特點。
他也提到，能源技術(shù)在未來10年到30年突破性的進步，或?qū)樾滦碗娏ο到y(tǒng)提供更多選擇。
氫能需要更長時間的成熟過程
我國新型電力系統(tǒng)的愿景明確，但技術(shù)路徑存在多種可能性，沒有明晰的發(fā)展路徑。其中，新型電力系統(tǒng)也正面臨著生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系等多方面變化。
國網(wǎng)能源研究院副總工程師兼企業(yè)戰(zhàn)略研究所所長馬莉介紹，在生產(chǎn)力方面，電源結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)電源、電網(wǎng)形態(tài)都在發(fā)生變化。例如，在調(diào)節(jié)電源上，系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源從目前的常規(guī)電源調(diào)節(jié)，拓寬到需求側(cè)的靈活性調(diào)節(jié)資源，以應(yīng)對極端氣候變化帶來的長周期靈活性挑戰(zhàn)。
而在生產(chǎn)關(guān)系方面，市場主體、運行方式和價值導(dǎo)向也發(fā)生著變化。電動汽車、分布式、負荷聚合等主體正在進入市場；運行方式從計劃走向市場，用合理的價格信號激發(fā)市場主體活力；電力系統(tǒng)的價值導(dǎo)向從傳統(tǒng)的更多考慮安全、經(jīng)濟，轉(zhuǎn)向兼顧外部環(huán)境的碳約束等。
“在我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，能否跨越天然氣直接轉(zhuǎn)向氫氨作為過渡能源，目前看來從技術(shù)和經(jīng)濟方面都有待發(fā)展，需要重點關(guān)注。”華北電力大學(xué)教授董軍說。
以煤電轉(zhuǎn)型為例，董軍認為，對于煤電轉(zhuǎn)型問題，不能單獨考慮煤電，需要放在電力系統(tǒng)中，綜合考慮煤電與新能源、水電、核電、儲能和需求側(cè)資源，通過系統(tǒng)運行模擬分析不同電源的定位，提出煤電的轉(zhuǎn)型路徑。
此外，她也指出，我國不同省份情況差異很大，要考慮不同省份的特點，并考慮和其他省份或區(qū)域的送受電關(guān)系，研究煤電轉(zhuǎn)型路徑。
一位抽水蓄能的研究者告訴記者，結(jié)合未來發(fā)展方向，氫能可能需要更長時間的成熟過程，氫能側(cè)重于長周期調(diào)節(jié)，且固定投資低、可變成本高，與抽蓄具有很好的互補特性。
新京報記者 張建林
編輯 樊一婧 校對 王心
來源：新京報
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