中國儲能網訊：“雙碳”目標引領下，我國電力系統(tǒng)進入了構建新型電力系統(tǒng)的發(fā)展階段，而新能源發(fā)電的波動性、間歇性要求電力系統(tǒng)必須具備靈活性，通過電氫協同發(fā)展，可以實現能源生產、儲存、轉化、應用等多層面應用，有效實現平抑新能源波動。在近日召開的“綠氫技術與氫電協同發(fā)展”論壇上，多位業(yè)內人士一致認為，氫能作為一種高效的清潔能源載體，儲運形式靈活多樣，且具有跨季節(jié)、跨區(qū)域和大規(guī)模存儲優(yōu)勢，將在新型電力系統(tǒng)建設中發(fā)揮重要作用。未來，氫能與電力協同發(fā)展，將為新型電力系統(tǒng)建設提供有效支撐。
■ “電氫協同”成趨勢
據了解，氫能與電力協同發(fā)展可在發(fā)揮各自優(yōu)勢的同時，有效解決高比例間歇性和波動性的可再生能源與剛性負荷之間的矛盾，保證新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
多位業(yè)內人士認為，氫電協同發(fā)展已成為大勢所趨?！半S著能源技術不斷發(fā)展，電能和氫能作為具有廣泛應用前景的清潔二次能源，逐步經歷了技術萌芽階段、獨立發(fā)展階段和協同推進階段。2020年至今，氫氣的能源屬性逐步凸顯，在清潔低碳、安全高效的發(fā)展要求下，電能與氫能出現與對方協同發(fā)展的需要?！眹W能源研究院能源互聯網研究所所長代紅才指出。
中國電力科學研究院技術戰(zhàn)略研究中心室主任康建東也認為，未來氫能將在新型電力系統(tǒng)中扮演重要角色。在技術、成本、政策等推動下，氫能將應用于新型電力系統(tǒng)的“源、網、荷”各環(huán)節(jié)，呈現出電氫耦合發(fā)展態(tài)勢。
“結合氫能供需預測分析，通過對2030年、2060年我國氫能發(fā)展需求、目標、發(fā)展趨勢、技術成熟度等進行分析研判，可得出適應新型電力系統(tǒng)的氫能發(fā)展技術路線圖?！笨到|說，“2030年之前，重點突破風光波動性制氫、低成本大容量質子交換膜及固體氧化物燃料電池等技術，氫能技術達到國際先進水平，關鍵產業(yè)鏈技術自主可控。2030年之后，著力推動大規(guī)模儲氫、可逆燃料電池等技術研究，核心裝備達到國際領先水平。”
業(yè)內認為，我國氫電協同發(fā)展空間廣闊，隨著我國能源結構不斷優(yōu)化，氫能在我國能源體系中的作用將發(fā)生顯著變化，由傳統(tǒng)支撐性和調節(jié)性能源逐步成為能源體系的重要組成部分。至2060年，我國氫能年需求量將超過1億噸，在終端能源體系中占比達到20%以上，并發(fā)揮氫能長周期、大規(guī)模、非對稱的優(yōu)勢，支撐新型電力系統(tǒng)的跨時間、跨空間的資源協調統(tǒng)籌，為新能源消納提供巨量的空間和靈活性。屆時，氫能將與電力協同互補，共同成為我國終端能源體系的消費主體，并帶動形成十萬億級的新興產業(yè)。
■ 具備多重應用價值
在業(yè)內人士看來，“電氫協同”具備多重價值潛力。一方面，氫能作為高度可調節(jié)負荷，有效提升電力靈活性和安全性，促進新能源消納利用。據康建東介紹，電氫耦合的電源側應用場景包括并網型電制氫、集中式可再生能源自發(fā)自用制氫+余電上網、可再生能源離網型電制氫、傳統(tǒng)火電與可再生能源耦合制氫、海上風電制氫等。這些場景可促進能源高效消納利用，提升可再生能源并網友好性。
代紅才表示，通過電制氫運行功率與新能源出力波動的緊密耦合，可實時追蹤新能源波動性出力，擴大新能源消納空間。在快速發(fā)展預期下，預計2030年、2060年我國制氫用電量有望達到0.3萬億、4.0萬億千瓦時，其中大部分來自新能源發(fā)電。
電氫協同發(fā)展還可分擔能源保供壓力、提升經濟效益?！半娔?、氫能在終端能源消費中的規(guī)模逐步擴大，在部分場景替代進口石油、天然氣，降低我國能源整體對外依存度。預計2060年電能、氫能在終端能源消費結構中的占比將提升至60%和10%以上，石油占比將降低至7%—10%左右，天然氣占比將降低至2%—8%左右。”代紅才指出。
另外，經濟效益方面，代紅才表示，從綠氫項目來看，通過將設備的調節(jié)價值轉化為經濟價值，可有效提升項目經濟性；從電力系統(tǒng)來看，“電氫協同”豐富了靈活性資源選項，可實現對其他靈活性資源投資的部分優(yōu)化替代，降低整體系統(tǒng)建設成本。
■ 協同效應待充分發(fā)揮
不過，氫輝能源董事長李輝接受《中國能源報》記者采訪時提到，雖然電氫耦合具有極大發(fā)展?jié)摿Γ袌龌M程尚未達到理想水平。“‘電—氫—電’的氫儲能形式可有效解決棄風棄電現象，質子交換膜電解水技術路線因能夠有效適應風光電波動性、間歇性而被廣泛看好。但目前成本問題亟需解決。我們正通過產品技術創(chuàng)新、產能規(guī)?；?、共建產業(yè)鏈等方式進行降本，進而推動電氫耦合市場化應用落地?！?
代紅才指出，從當前產業(yè)探索和示范項目來看，電氫協同發(fā)展仍面臨項目經濟性較差、認證體系與技術標準不健全、部分關鍵技術有待突破、尚未實現電氫基礎設施協同規(guī)劃等關鍵問題。
那么，未來如何發(fā)揮“電氫”的協同效應？代紅才建議，政策體系上，應以提升項目經濟收益、健全認證方法與技術安全標準、突破關鍵技術釋放降本潛力、推動電氫基礎設施協同規(guī)劃為政策目標，加強關鍵技術研發(fā)投入為關鍵著力點，構建推動電氫協同發(fā)展的政策體系。“另外，還要完善相關價格與市場機制，助力綠氫項目綠色價值與調節(jié)作用的充分發(fā)揮。在碳市場方面，設定灰氫項目碳排放量標準，引導綠氫項目碳減排量進入碳市場，助力綠氫的綠色價值轉化為經濟價值。在電力市場方面，推動形成可充分反映不同時、空電力價值差異的電能量價格信號，形成合理的價差空間，逐步擴大輔助服務市場規(guī)模，促進綠氫項目的調節(jié)價值轉化為經濟價值。”
展望未來，代紅才表示，要有計劃、分步驟推進電氫協同發(fā)展?！耙?030年、2040年、2060年為‘電氫協同’發(fā)展的重要時間節(jié)點，形成‘三步走’發(fā)展路徑。例如當前至2030年為示范探索期、2030年至2040年為發(fā)展成熟期、2040年至2060年為深度協同期?！?
“氫能在電力系統(tǒng)的產業(yè)化還處于導入期，未來具有廣泛的發(fā)展前景。”康建東說。
