2023年3月25日，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目固態(tài)氫能發(fā)電并網(wǎng)率先在廣州和昆明同時(shí)實(shí)現(xiàn)，這是我國(guó)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(chǔ)的特征，在消納可再生能源、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景潛力巨大。有分析認(rèn)為，氫能在未來(lái)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(guó)能源產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一輪新的變革。近日，在中國(guó)能源研究會(huì)與自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NRDC)合辦的“新型電力系統(tǒng)沙龍”研討會(huì)上，中國(guó)能源研究會(huì)能源政策研究室主任林衛(wèi)斌告訴新京報(bào)記者，“碳達(dá)峰之后，隨著碳約束的加強(qiáng)，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(jì)發(fā)布70余項(xiàng)涉氫政策
去年3月，國(guó)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(zhǎng)期規(guī)劃》明確了氫能產(chǎn)業(yè)的“三大定位”，即未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分、用能終端實(shí)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(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃》發(fā)布三個(gè)月后，河北唐山就出臺(tái)了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施方案，其中提出力爭(zhēng)到2025年，建成加氫站30座，氫燃料電池汽車(chē)運(yùn)營(yíng)數(shù)量力爭(zhēng)達(dá)到2500輛，氫能產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入達(dá)到200億元。
各地積極響應(yīng)能源體系改革號(hào)召，開(kāi)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(guó)第七個(gè)國(guó)家級(jí)新區(qū)“涇河新城”與多家企業(yè)集中簽訂合作協(xié)議，項(xiàng)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(wú)疑問(wèn)，作為我國(guó)加快能源轉(zhuǎn)型升級(jí)、培育經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的重要戰(zhàn)略選擇，氫能“炙手可熱”。
一個(gè)星期前，首屆京津冀氫能盛會(huì)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(zhǎng)問(wèn)斌稱，“經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)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(guó)開(kāi)展了氫能典型場(chǎng)景示范應(yīng)用，初步打通了氫能的“制-儲(chǔ)-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(jì)發(fā)布了70余項(xiàng)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(gè)環(huán)節(jié)的政策體系。
實(shí)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(lái)，為實(shí)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(gè)過(guò)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(chǎng)和地方都在關(guān)注并布局氫能，所以需要對(duì)氫能的發(fā)展前景、技術(shù)前景和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行深入探討。”林衛(wèi)斌說(shuō)。
“氫氨路線”或?yàn)樘贾泻蛶?lái)新機(jī)遇
除了氫外，還有氨。氨是天然的儲(chǔ)氫介質(zhì)，便于安全運(yùn)輸，解決了氫能安全存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)碾y題。因此，有專(zhuān)家指出，“氫氨路線”成為目前推動(dòng)氫能發(fā)展的熱點(diǎn)之一。上海電機(jī)學(xué)院教授張華認(rèn)為，“氫氨+新能源”是應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳中和的一個(gè)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(wèn)題，電網(wǎng)需要儲(chǔ)能，特別是要有長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)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(shí)儲(chǔ)能的需求，而對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間、季節(jié)性、大規(guī)模的儲(chǔ)能需求，氫氨是一個(gè)可行的技術(shù)方向。
在未來(lái)能源系統(tǒng)中，氫氨的應(yīng)用前景主要有兩個(gè)方面：其一在交通領(lǐng)域，氫氨作為燃料為使用混合動(dòng)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(chǔ)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(jìn)步的角度來(lái)看，最大挑戰(zhàn)來(lái)自于效率和經(jīng)濟(jì)性。
“目前在交通領(lǐng)域，氫氨與柴油的pk時(shí)機(jī)已經(jīng)到來(lái)，氫氨與柴油相比具有成本競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)力不足，因此與煤的pk時(shí)機(jī)尚未成熟。”張華說(shuō)。
參考光伏的發(fā)展路徑，在政策推動(dòng)下，得到資本市場(chǎng)的青睞，實(shí)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(jì)的發(fā)展路徑也可以具有類(lèi)似特點(diǎn)。
他也提到，能源技術(shù)在未來(lái)10年到30年突破性的進(jìn)步，或?qū)樾滦碗娏ο到y(tǒng)提供更多選擇。
氫能需要更長(zhǎng)時(shí)間的成熟過(guò)程
我國(guó)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(méi)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(guó)網(wǎng)能源研究院副總工程師兼企業(yè)戰(zhàn)略研究所所長(zhǎng)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(duì)極端氣候變化帶來(lái)的長(zhǎng)周期靈活性挑戰(zhàn)。
而在生產(chǎn)關(guān)系方面，市場(chǎng)主體、運(yùn)行方式和價(jià)值導(dǎo)向也發(fā)生著變化。電動(dòng)汽車(chē)、分布式、負(fù)荷聚合等主體正在進(jìn)入市場(chǎng);運(yùn)行方式從計(jì)劃走向市場(chǎng)，用合理的價(jià)格信號(hào)激發(fā)市場(chǎng)主體活力;電力系統(tǒng)的價(jià)值導(dǎo)向從傳統(tǒng)的更多考慮安全、經(jīng)濟(jì)，轉(zhuǎn)向兼顧外部環(huán)境的碳約束等。
“在我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，能否跨越天然氣直接轉(zhuǎn)向氫氨作為過(guò)渡能源，目前看來(lái)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面都有待發(fā)展，需要重點(diǎn)關(guān)注。”華北電力大學(xué)教授董軍說(shuō)。
以煤電轉(zhuǎn)型為例，董軍認(rèn)為，對(duì)于煤電轉(zhuǎn)型問(wèn)題，不能單獨(dú)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(chǔ)能和需求側(cè)資源，通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)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(guó)不同省份情況差異很大，要考慮不同省份的特點(diǎn)，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(lái)發(fā)展方向，氫能可能需要更長(zhǎng)時(shí)間的成熟過(guò)程，氫能側(cè)重于長(zhǎng)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(bǔ)特性。（新京報(bào)）
評(píng)論