“加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系”是我國(guó)推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和工作的重要部署。當(dāng)國(guó)內(nèi)能源低碳轉(zhuǎn)型步入重要窗口期，作為一種來(lái)源廣泛、清潔靈活、應(yīng)用場(chǎng)景豐富的二次能源，氫能在新型能源體系中將扮演什么樣的角色？
11月15日在佛山開(kāi)幕的2022年中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心科研信息部部長(zhǎng)景春梅通過(guò)線上主題演講進(jìn)行了闡釋。
“《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035 年）》明確提出要重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的初心使命就是通過(guò)推動(dòng)可再生能源規(guī)模高效化利用來(lái)工業(yè)交通等共同終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。”在“以綠色氫能助力新型能源體系建設(shè)”的主題演講中，景春梅談到，“綠色氫能可為新型能源建設(shè)體系發(fā)揮獨(dú)特作用”。
構(gòu)建多能互補(bǔ)的新體系
今年3月份，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》）發(fā)布，明確了“十四五”時(shí)期現(xiàn)代能源體系建設(shè)五方面主要目標(biāo)，我國(guó)步入構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的新階段。
其中，在氫能領(lǐng)域，《規(guī)劃》提出，新型儲(chǔ)能和氫能有望規(guī)模化發(fā)展并帶動(dòng)能源系統(tǒng)形態(tài)根本性變革，構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)蓄勢(shì)待發(fā)，能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線和發(fā)展模式趨于多元化。
氫能與電能同屬二次能源，在交通、儲(chǔ)能、建筑等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。在現(xiàn)代能源網(wǎng)絡(luò)中，氫能更容易耦合電能、熱能、燃料等多種能源。因此，在“清潔低碳安全高效”構(gòu)成現(xiàn)代能源體系核心的前提下，氫能與電能的深度融合能夠助力于可再生能源電力的發(fā)展。
“隨著越來(lái)越多分布式電源儲(chǔ)能的出現(xiàn)，氫能可以把風(fēng)能、光能這種不穩(wěn)定的電源通過(guò)儲(chǔ)能的形式轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定、有優(yōu)勢(shì)的電源。”景春梅表示。例如，在一些風(fēng)能源、光能源豐富的西部地區(qū)，可將富余的水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源電力轉(zhuǎn)化為氫能并存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)可再生能源制氫利用，從而提升新能源利用效率。
“新型能源體系應(yīng)該是氫電融合的多能互補(bǔ)的新體系。”景春梅表示，新型能源體系具備綠色低碳能源為主、終端能源消費(fèi)以電為主、運(yùn)行安全靈活可靠、科技創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展、市場(chǎng)體系完備有效共五大特征，而“融合”則是關(guān)鍵詞之一。
比如，將化石能源與新能源的融合。要推動(dòng)化石能源和新能源的優(yōu)化組合，在先立后破的基礎(chǔ)上，循序漸進(jìn)推動(dòng)化石能源減量替代和減碳降碳。發(fā)揮煤電對(duì)新能源電力的支撐性和調(diào)節(jié)性作用。
一次能源與二次能源的融合則同樣重要，通過(guò) “氫一電”耦合等方式，實(shí)現(xiàn)煤油氣、電熱氫等靈活轉(zhuǎn)換，構(gòu)建多元互補(bǔ)的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系。
其次是實(shí)現(xiàn)集中式和分布式融合，將大基地電力集中外送和分布式利用、就地消納結(jié)合起來(lái)，最大化消納新能源，切實(shí)將我國(guó)新能源規(guī)模優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)型優(yōu)勢(shì)。
此外，還有“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”融合，在大基地外送通道有限的情況下，以配電網(wǎng)為主戰(zhàn)場(chǎng)，發(fā)展源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的配電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)虛擬電廠、智能源、綜合能源、分布式電源等多元融合發(fā)展格局，促進(jìn)新能源就地消納。
氫能脫碳的探索
今年3月份，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》發(fā)布，明確了氫能和氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位：氫能是未來(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，氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。
“在發(fā)展目標(biāo)的制定、清潔低碳原則的確立、定位和應(yīng)用場(chǎng)景以及重點(diǎn)任務(wù)，方方面面無(wú)不體現(xiàn)綠色發(fā)展的主線。”景春梅表示。
IEA數(shù)據(jù)顯示，2021年全球氫氣產(chǎn)量達(dá)到9400萬(wàn)噸，但全球氫氣制造仍以化石能源制氫為主，與此相關(guān)的二氧化碳排放超過(guò)9億噸，“綠氫”占比只有0.4%；同年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量約為3300萬(wàn)噸，居全球第一，但化石能源制氫占比達(dá)到80%，可再生能源制氫不足1%。
“雙碳”背景下，制氫環(huán)節(jié)中“灰”氫變“綠”氫的呼聲日益迫切。但從全產(chǎn)業(yè)鏈條來(lái)看，國(guó)內(nèi)氫能的綠色發(fā)展依然面臨許多痛點(diǎn)。
景春梅指出，目前綠氫和灰氫在生產(chǎn)成本上差距較為明顯，電解水制氫成本為化石能源制氫的2-3倍，可再生能源制氫成本差距更大。
而在痛點(diǎn)更為集中的氫能儲(chǔ)運(yùn)端，從全球角度來(lái)看，大規(guī)模跨季節(jié)儲(chǔ)能應(yīng)用的技術(shù)、成本、商業(yè)模式問(wèn)題都尚未解決，仍處于實(shí)驗(yàn)摸索階段。目前，氣態(tài)儲(chǔ)氫是國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的儲(chǔ)氫方式，但氣態(tài)儲(chǔ)氫基礎(chǔ)材料、生產(chǎn)工藝、加氫設(shè)備關(guān)鍵器件等大部分需要進(jìn)口，輸氫成本成為氫能規(guī)模化發(fā)展的掣肘。
值得注意的是，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用層面，氫能具有巨大的脫碳潛力。“如果未來(lái)，氫能能夠在工業(yè)里面單獨(dú)利用的話，那么必然倒逼氫能儲(chǔ)運(yùn)的發(fā)展。”景春梅表示，盡管?chē)?guó)內(nèi)對(duì)于氫能的認(rèn)知和應(yīng)用從交通領(lǐng)域開(kāi)始起步，但國(guó)內(nèi)外關(guān)于氫能需求量的預(yù)測(cè)均表明未來(lái)氫能消費(fèi)量最大的依然是工業(yè)領(lǐng)域。
如果在工業(yè)領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)氫能的規(guī)模化應(yīng)用，將帶動(dòng)大功率綠氫制備技術(shù)及裝備、管道輸送及大規(guī)模儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展，“未來(lái)，氫能脫碳的最大戰(zhàn)場(chǎng)仍在工業(yè)。”
此外，她還指出，氫能可以提高電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力，為大基地新能源就地消納提供解決方案，促進(jìn)大基地新能源電力集中外送。氫能還可以作為清潔化工原料和還原劑，促進(jìn)煤化工、石油化工及相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的深度脫碳。
