中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：氫能，來源多樣，清潔低碳，靈活高效，被譽(yù)為“21世紀(jì)的終極能源”。國家發(fā)改委、國家能源局于2022年發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035）》，指出“2035年形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)”。加快推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是保障國家能源安全的重要戰(zhàn)略選擇。
目前氫氣來源主要有三種方式：灰氫、藍(lán)氫、綠氫。
放眼全球，近八成氫氣來自化石原料燃燒，這種方式難度低、成本小，但會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，故稱為“灰氫”。
“藍(lán)氫”和灰氫相似，但制備過程中產(chǎn)生的二氧化碳會(huì)被捕獲并存儲(chǔ)利用，從而減少碳足跡。因此，藍(lán)氫比灰氫更加清潔。但盡管如此，藍(lán)氫仍然依賴于化石燃料，且捕集成本較高。所以，“藍(lán)氫”只能是短期的過渡方案。
最為理想的還屬“綠氫”，通過使用可再生能源制造。例如通過風(fēng)力、光伏發(fā)電進(jìn)行電解水制氫，在生產(chǎn)過程中基本沒有碳排放，也被稱為“零碳?xì)錃狻薄，F(xiàn)階段，綠氫未能大規(guī)模推廣應(yīng)用，主要問題在于電解水制氫存在能源轉(zhuǎn)化效率低和成本高。對(duì)于這一難題，浙江已開始了探索。
發(fā)展提速 關(guān)鍵技術(shù)逐步突破
浙江是能源消耗大省，又是資源小省，能源利用呈現(xiàn)化石能源消耗占比高、能源對(duì)外依存度大的局面，發(fā)展綠色氫能是浙江省破解資源能源發(fā)展瓶頸、打造產(chǎn)業(yè)升級(jí)新動(dòng)能的重要途徑。
近幾年，國網(wǎng)浙江電力布局氫能產(chǎn)業(yè)落子不斷。繼臺(tái)州大陳島氫能綜合利用示范工程、麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程、杭州±10千伏柔性直流風(fēng)光儲(chǔ)氫用示范工程投運(yùn)后，今年6月，寧波慈溪電氫耦合直流微網(wǎng)示范工程通過驗(yàn)收，浙江電氫耦合示范項(xiàng)目“四足鼎立”格局正式形成，實(shí)現(xiàn)在海島、鄉(xiāng)村、產(chǎn)業(yè)基地、工業(yè)園區(qū)四種場景下的制備“綠氫”的探索。
8月19日，記者來到寧波慈溪電氫耦合直流微網(wǎng)示范工程的制氫車間，2臺(tái)電解槽設(shè)備有序排列，通過可再生能源產(chǎn)生的綠電從背面的電極進(jìn)入電解槽內(nèi)，將水分解成氫和氧后，再將氣體從另一邊的管道輸出。
作為國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可離網(wǎng)型風(fēng)/光/氫燃料電池直流互聯(lián)與穩(wěn)定控制技術(shù)”的配套項(xiàng)目，寧波慈溪電氫耦合直流微網(wǎng)示范工程將氫能與風(fēng)力、光伏等可再生能源耦合運(yùn)行，減少供給側(cè)碳排放；同時(shí)，通過氫能支撐的微網(wǎng)，滿足用戶對(duì)電、氫、熱多種能源的需求，整體利用效率達(dá)到82.5%。據(jù)測算，工程每年產(chǎn)氫超過60萬標(biāo)方，消納新能源超400萬千瓦時(shí)，具備每日滿足10輛氫能大巴充氫和50輛電動(dòng)汽車充電的能力。
“我們歷時(shí)四年，聚焦四個(gè)示范工程，攻克了直流微電網(wǎng)發(fā)展中面臨的能量平衡、電氫混合系統(tǒng)安全防護(hù)等難題，實(shí)現(xiàn)了電氫耦合直流微網(wǎng)系統(tǒng)性突破?！表?xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之一、浙江電科院高級(jí)專家章雷其介紹。
浙江四個(gè)電氫耦合項(xiàng)目的技術(shù)突破主要體現(xiàn)在——實(shí)現(xiàn)了電氫耦合核心設(shè)備100%國產(chǎn)化，自主研發(fā)的大功率多端口直流變換器變換效率、燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)綜合效率2項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平；自主研發(fā)了可支撐電氫耦合直流微網(wǎng)并/離網(wǎng)高效可靠運(yùn)行的能量管理系統(tǒng)，在極端情況下能夠依托100%新能源實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)168小時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，顯著提升了配電網(wǎng)運(yùn)行的韌性和靈活性。
電氫協(xié)同發(fā)展是大勢所趨。未來的新型電力系統(tǒng)中，氫能在電網(wǎng)端可以作為儲(chǔ)能起到調(diào)峰作用，在發(fā)電側(cè)，氫能可以平抑風(fēng)光電上網(wǎng)的波動(dòng)性，加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
成本之困 全面推廣還需時(shí)日
當(dāng)前，雖然國網(wǎng)浙江電力在電氫耦合領(lǐng)域攻克了一些技術(shù)壁壘，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但距離實(shí)現(xiàn)“綠氫”產(chǎn)業(yè)化、平民化仍有很長的路要走。
國家工信部有關(guān)專家表示，“氫能經(jīng)濟(jì)性距大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有差距。可再生能源制氫成本約20到40元每千克，是化工能源成本的2到4倍。儲(chǔ)運(yùn)方面，加氫站車用氫氣售價(jià)30到80元每千克，與其他燃料相比缺乏競爭力?！?
國際能源署與國際氫能委員會(huì)的研究成果顯示，規(guī)?；墙档蜌淠艹杀镜年P(guān)鍵，一旦使用量上來，氫能源系統(tǒng)的制取成本會(huì)以每年20%～30%左右的速度下降。
現(xiàn)在，“制氫”關(guān)鍵技術(shù)正逐步突破，打通“用氫”產(chǎn)業(yè)鏈、提高經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換率成了關(guān)鍵之要，為何浙江能夠?qū)⒊杀咀龅酶停?
氫能源主要的應(yīng)用場景集中在交通領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域。
2023年8月，浙江出臺(tái)最新規(guī)劃。省發(fā)展改革委、省能源局、省建設(shè)廳聯(lián)合印發(fā)《浙江省加氫站發(fā)展規(guī)劃》，通過布局加氫基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)氫燃料電池汽車的發(fā)展。
以汽車產(chǎn)業(yè)為切口布局發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，浙江底子扎實(shí)。
2023年浙江新能源汽車產(chǎn)量首次突破60萬輛，占全國比重6.5%，滲透率提升至43%。這其中，被譽(yù)為“新能源汽車之城”的寧波擁有汽車整車生產(chǎn)企業(yè)12家、汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)4400多家。并且，許多新能源龍頭車企都已在氫能汽車領(lǐng)域開展研究——吉利汽車在寧波組建了燃料電池乘用車開發(fā)團(tuán)隊(duì)，推動(dòng)行業(yè)的探索和進(jìn)步；浙江中車開發(fā)的首臺(tái)氫燃料電池客車也已在寧波面世，加氫時(shí)間僅需15分鐘，滿載續(xù)航里程在600公里以上。
工業(yè)領(lǐng)域，浙江的“降本”實(shí)力也不容小覷。氫氣是重要的工業(yè)原料，被廣泛用于合成氨、合成甲醇、石油化工和冶金等過程，在“雙碳”目標(biāo)下，工業(yè)領(lǐng)域?qū)G氫的需求將快速增長。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，上半年，浙江規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長8.0%，比全國高2個(gè)百分點(diǎn)，增速列10個(gè)工業(yè)大省第3位。如今，浙江已形成多個(gè)超千億級(jí)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，正在集中力量打造4個(gè)萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)集群，且浙江擁有全國最大的石化產(chǎn)業(yè)基地、新材料產(chǎn)業(yè)基地，可為氫能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
眼下，國網(wǎng)寧波供電公司聯(lián)合浙江電科院正在緊鑼密鼓地開展國家電網(wǎng)公司第二個(gè)氫能方向國重項(xiàng)目——緊湊型可再生能源電熱氫聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模塊關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)國產(chǎn)化模塊設(shè)計(jì)、控制、安全防護(hù)技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備，力爭全面提升我國氫能技術(shù)與裝備研制水平，填補(bǔ)我國分布式可再生能源電熱氫聯(lián)產(chǎn)技術(shù)空白。
相比于電氫耦合“1.0”技術(shù)需要占地一萬多平方，在制氫效率基本不變的前提下，“2.0”將所有核心設(shè)備集成在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱大小的空間內(nèi)，占地僅30平方左右，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵模塊緊湊化、可拓展、即插即用，且制氫能耗更低，更適用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)、零碳社區(qū)等多場景需求，有利于帶動(dòng)制氫—儲(chǔ)氫—燃料電池—能量管控系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
有創(chuàng)新、有潛力、有優(yōu)勢、有行動(dòng)，隨著加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力的步伐，?浙江已搶占“綠氫未來”的先機(jī)。
