氫氨路線為“碳中和”帶來新機(jī)遇

　　日前，中國(guó)能源研究會(huì)與自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)合辦的“新型電力系統(tǒng)沙龍”在北京舉辦。本期沙龍聚焦氫能發(fā)展帶來的機(jī)遇和面臨的挑戰(zhàn)。

 

　　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，因此，在建設(shè)新能源占比逐步提高的新型電力系統(tǒng)過程中受到越來越多的關(guān)注。鑒于氨是天然的儲(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，氫氨路線成為目前推動(dòng)氫能發(fā)展的熱點(diǎn)之一。

 

　　中國(guó)能源研究會(huì)能源政策研究室主任林衛(wèi)斌強(qiáng)調(diào)，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)性的變革，關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路徑選擇十分重要。氫能作為新興的能源形態(tài)，盡管目前在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中占比非常小，但有研究認(rèn)為，氫能在未來能源系統(tǒng)中的比重將顯著增加。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。

 

　　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。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。張華同時(shí)提出，未來充滿不確定性，能源技術(shù)在未來10到30年突破性的進(jìn)步，或?qū)樾滦碗娏ο到y(tǒng)提供更多的選擇。

 

　　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)馬莉認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)的愿景明確，但技術(shù)路徑存在多種可能、尚不清晰，需要多路徑進(jìn)行探索。目前，新型電力系統(tǒng)正面臨著生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系等多方面的變化。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：隨著新能源在電力系統(tǒng)中的占比逐漸提高，需要分區(qū)域、分階段重構(gòu)不同電源在系統(tǒng)中的功能定位；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)極端氣候變化帶來的長(zhǎng)周期靈活性的挑戰(zhàn)；電網(wǎng)形態(tài)方面集中式與分散式并存，出現(xiàn)了分布式能源、微網(wǎng)等形態(tài)。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)向都發(fā)生變化：電動(dòng)汽車、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)主體的活力；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。各國(guó)都在大力發(fā)展和布局氫能，我國(guó)需要基于資源稟賦，多方探討氫能發(fā)展多樣化的商業(yè)模式和多層次的應(yīng)用場(chǎng)景。

 

　　華北電力大學(xué)教授董軍認(rèn)為，在我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，能否跨越天然氣直接轉(zhuǎn)向氫氨作為過渡能源，目前看來從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面都有待發(fā)展，是需要重點(diǎn)關(guān)注的。董軍建議，首先，對(duì)于煤電轉(zhuǎn)型問題，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。其次，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。最后，煤電轉(zhuǎn)型要在電力市場(chǎng)環(huán)境中研究，通過市場(chǎng)機(jī)制激勵(lì)不同主體在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮作用。

 

　　水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院綜合能源部主任工程師李少?gòu)┱J(rèn)為，氫氨燃機(jī)在燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)進(jìn)步及其國(guó)產(chǎn)化后，有很大的降本空間。氫氨燃機(jī)經(jīng)多次轉(zhuǎn)化，與燃煤機(jī)組的比較優(yōu)勢(shì)不在于電量成本，而是有效的電力成本，即以較低的初始投資、較少（但較貴）的燃料成本、較低的利用小時(shí)數(shù)，發(fā)揮很好的支撐調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)階段需要從全系統(tǒng)角度統(tǒng)籌各類電源資源支撐、調(diào)節(jié)作用和新能源消納運(yùn)行情況。各類儲(chǔ)能和燃?xì)廨啓C(jī)都是有效的支撐調(diào)節(jié)資源，在技術(shù)比選時(shí)要全面考量它們?cè)陲L(fēng)電、光伏高滲透率情景下的調(diào)節(jié)價(jià)值。氣候變化造成極端氣象出現(xiàn)的更加頻繁，干旱、洪澇導(dǎo)致水電出力受影響，可調(diào)可控性低的風(fēng)電、光伏裝機(jī)極速增加，在青海等省份有比較好的氫氨燃機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景，可以先行示范探索，助力多元、安全、高效的新型電力系統(tǒng)建設(shè)。