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各地紛紛布局氫能,備受追捧的“氫”路在何方?

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2023-09-04 09:58:17
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(rèn)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(dá)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(dá)到2500輛,氫能產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入達(dá)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(biāo)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(dá)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(biāo),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(rèn)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(fù)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(rèn)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(fù)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(rèn)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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