中國儲能網(wǎng)訊：氫能作為一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，在能源存儲和利用中有巨大的應(yīng)用潛力，且有助于新能源電量消納。2022年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021～2035年）》，明確了氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位和綠色低碳的發(fā)展方向。發(fā)展綠色氫能可促進我國新能源規(guī)?；?，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，為加快我國發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型提供強勁動力。
綠電制氫可促進新能源電量消納
中國已成為世界上最大的能源生產(chǎn)國，風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機容量均位居世界第一。新能源裝機容量的快速增長給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來了挑戰(zhàn)。“十四五”中后期，預(yù)計新能源年發(fā)電新增裝機容量仍將保持快速增長，新能源電量消納挑戰(zhàn)嚴(yán)峻。
我國新能源電量消納能力主要受限于源荷反向分布、靈活調(diào)峰能力不足、新能源基地外送通道不夠、電力市場機制不完善等因素。加快儲能資源配置是提升新能源電量消納水平的重要途徑。
氫儲能技術(shù)是具備物質(zhì)和能量雙重屬性的儲能技術(shù)，在能量、時間、空間三個維度上具有優(yōu)勢，是僅有的儲能容量能達(dá)到太瓦級、可跨季節(jié)儲存的能量儲存方式。氫在新型電力系統(tǒng)中存在三種主要應(yīng)用形式：一是通過電解槽把電變成氫之后，以氫或氫基能源的形式儲存起來，再通過燃料電池發(fā)電；二是把氫和煤/天然氣摻燒，國內(nèi)已經(jīng)有小規(guī)模示范；三是把氫制成氨或易于儲存的甲醇，用作原料或者燃料。
在電力系統(tǒng)源側(cè)，氫可發(fā)揮長時儲能的作用，促進波動性電源的平滑上網(wǎng)；在電力系統(tǒng)網(wǎng)端，氫可參與調(diào)峰，在能源需求較小的季節(jié)存儲多余的電量，在能源需求較大的季節(jié)釋放。隨著構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的不斷推進，綠電制氫對促進新能源電量消納的優(yōu)勢將逐漸凸顯。今年，我國多個綠電制氫項目獲批、簽約或開建，已投產(chǎn)項目規(guī)模達(dá)4.9萬噸，已立項產(chǎn)能合計約270萬噸。
綠電制氫有助于構(gòu)建新型能源體系
在能源消費終端，電能具有效率高、污染少等優(yōu)勢。源側(cè)高比例新能源滲透和終端快速電氣化將成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的兩大重要抓手。然而，電力生產(chǎn)、輸送、消費具有瞬時性，儲存和運輸難度高于煤、石油、天然氣等一次能源，加之新能源發(fā)電不穩(wěn)定，使得100%的電氣化難以實現(xiàn)。難以實現(xiàn)高比例電氣化的行業(yè)主要包括長途重卡運輸、冶金和石化等重工業(yè)、航運和航空。目前，這些行業(yè)的碳排放量約占用能領(lǐng)域碳排放總量的三分之一。實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)要構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，更要建設(shè)新型能源體系。
氫能在建設(shè)新型能源體系中可發(fā)揮不可替代的作用。氫電耦合等方式可推動形成煤油氣、電熱氫等靈活轉(zhuǎn)換、多元互補的現(xiàn)代能源體系。氫能作為二次能源，在交通領(lǐng)域可減少汽油、柴油消費；作為高品質(zhì)熱源，在工業(yè)領(lǐng)域可減少煤炭、天然氣等化石能源消費；作為大規(guī)模、長周期、跨季節(jié)儲能方式，可提高電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，促進新能源大基地電量集中外送；作為清潔化工原料和還原劑，可推動形成“風(fēng)光發(fā)電+氫儲能”一體化、“綠電-綠氫-綠氨（綠色甲醇）”產(chǎn)業(yè)鏈，與地方工業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展相融合，促進化工等相關(guān)產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，帶動相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展。
未來，我國綠色氫能發(fā)展可考慮“兩條腿”走路，一方面發(fā)展管道輸氫，另一方面因地制宜地將綠電制氫與當(dāng)?shù)孛夯?、石油煉化、冶金產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來。
制儲輸用協(xié)同共促氫能綠色發(fā)展
目前，綠色氫能發(fā)展在制、儲、輸、用各個環(huán)節(jié)均存在一定挑戰(zhàn)。需要政府、企業(yè)、高校、科研院所等多方力量協(xié)同，推動產(chǎn)學(xué)研用貫通，解決好氫能產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)存在的難點問題。
標(biāo)準(zhǔn)先行，加強綠氫標(biāo)準(zhǔn)研究制定。結(jié)合我國發(fā)展實際，進一步明確綠氫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，并與歐盟等國際組織制定的標(biāo)準(zhǔn)接軌，推動編制國際標(biāo)準(zhǔn)，為綠氫發(fā)展夯實標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。
降本增效，通過技術(shù)創(chuàng)新與市場機制改革，提高綠氫產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟性。持續(xù)攻關(guān)新能源發(fā)電技術(shù)，提高制氫電解槽、儲存及運輸、燃料電池、內(nèi)燃機等設(shè)備的可靠性，攻克綠電制氫難以適應(yīng)新能源發(fā)電間歇性和波動性的技術(shù)難題，加強氫能產(chǎn)業(yè)投入與研發(fā)，加快氫能各項技術(shù)商業(yè)示范應(yīng)用。支持綠氫減排量納入自愿碳減排市場交易，逐步探索建設(shè)全國性綠氫交易所。
多管齊下，支持氫能儲存運輸技術(shù)朝著“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”“單一到復(fù)合”的方向發(fā)展，解決好綠氫跨季節(jié)大規(guī)模存儲難、綠氫供需不匹配等產(chǎn)業(yè)堵點問題。在新能源資源豐富的“三北”地區(qū)，鼓勵配套建設(shè)合成氨、合成甲醇等工廠，通過改進氫基能源合成技術(shù)來適應(yīng)新能源發(fā)電波動性，促進綠氫就地消納。
需求引領(lǐng)，以推動綠氫在工業(yè)領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用為目標(biāo)，出臺相關(guān)扶持政策。結(jié)合碳捕集、利用和封存技術(shù)，采用捕集的二氧化碳與氫反應(yīng)制取甲烷、甲醇作為工業(yè)原料，拓寬綠氫應(yīng)用場景，釋放工業(yè)領(lǐng)域?qū)G氫的需求，強化需求對供給的牽引。
示范推進，通過開展風(fēng)光制氫合成氨、跨季節(jié)規(guī)?；瘍洹淠苋?xì)廨啓C發(fā)電、制氫加氫一體化、綠氫碳交易機制示范等項目，以點帶面推進綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
（作者單位：國網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院）
