氫氨路線為“碳中和”帶來新機遇

　　日前，中國能源研究會與自然資源保護協(xié)會合辦的“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的特征，在消納可再生能源、電網(wǎng)調峰等應用場景潛力巨大，因此，在建設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注。鑒于氨是天然的儲氫介質，便于安全運輸，解決了氫能安全存儲和運輸?shù)碾y題，氫氨路線成為目前推動氫能發(fā)展的熱點之一。

 

　　中國能源研究會能源政策研究室主任林衛(wèi)斌強調，為實現(xiàn)“雙碳”目標，電力結構將從以化石能源為主轉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，關鍵產業(yè)的技術路徑選擇十分重要。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，但有研究認為，氫能在未來能源系統(tǒng)中的比重將顯著增加。碳達峰之后，隨著碳約束的加強，氫能在新型電力系統(tǒng)中將有很大的發(fā)揮空間。

 

　　上海電機學院教授張華認為，“氫氨+新能源”是應對氣候變化、實現(xiàn)碳中和的一個可行路徑。為解決新型電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電與用電負荷不匹配的問題，電網(wǎng)需要儲能，特別是要有長時儲能的技術解決方案。目前成熟的抽水蓄能和電化學技術，在充分發(fā)展的前提下，可以滿足短時儲能的需求，而對于長時間、季節(jié)性、大規(guī)模的儲能需求，氫氨是一個可行的技術方向。張華同時提出，未來充滿不確定性，能源技術在未來10到30年突破性的進步，或將為新型電力系統(tǒng)提供更多的選擇。

 

　　國網(wǎng)能源研究院副總工程師兼企業(yè)戰(zhàn)略研究所所長馬莉認為，新型電力系統(tǒng)的愿景明確，但技術路徑存在多種可能、尚不清晰，需要多路徑進行探索。目前，新型電力系統(tǒng)正面臨著生產力和生產關系等多方面的變化。在生產力方面，電源結構、調節(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、分階段重構不同電源在系統(tǒng)中的功能定位；系統(tǒng)調節(jié)資源從目前的常規(guī)電源調節(jié)，拓寬到需求側的靈活性調節(jié)資源，以應對極端氣候變化帶來的長周期靈活性的挑戰(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)。在生產關系方面，市場主體、運行方式和價值導向都發(fā)生變化：電動汽車、分布式、負荷聚合等主體正在進入市場；運行方式從計劃走向市場，用合理的價格信號激發(fā)市場主體的活力；電力系統(tǒng)的價值導向從傳統(tǒng)的更多考慮安全、經濟，轉向兼顧外部環(huán)境的碳約束。各國都在大力發(fā)展和布局氫能，我國需要基于資源稟賦，多方探討氫能發(fā)展多樣化的商業(yè)模式和多層次的應用場景。

 

　　華北電力大學教授董軍認為，在我國新型電力系統(tǒng)建設過程中，能否跨越天然氣直接轉向氫氨作為過渡能源，目前看來從技術和經濟方面都有待發(fā)展，是需要重點關注的。董軍建議，首先，對于煤電轉型問題，不能單獨考慮煤電，需要放在電力系統(tǒng)中，綜合考慮煤電與新能源、水電、核電、儲能和需求側資源，通過系統(tǒng)運行模擬分析不同電源的定位，提出煤電的轉型路徑。其次，我國不同省份情況差異很大，要考慮不同省份的特點，并考慮和其他省份或區(qū)域的送受電關系，研究煤電轉型路徑。最后，煤電轉型要在電力市場環(huán)境中研究，通過市場機制激勵不同主體在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮作用。

 

　　水電水利規(guī)劃設計總院綜合能源部主任工程師李少彥認為，氫氨燃機在燃氣輪機技術進步及其國產化后，有很大的降本空間。氫氨燃機經多次轉化，與燃煤機組的比較優(yōu)勢不在于電量成本，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、較低的利用小時數(shù)，發(fā)揮很好的支撐調節(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、調節(jié)作用和新能源消納運行情況。各類儲能和燃氣輪機都是有效的支撐調節(jié)資源，在技術比選時要全面考量它們在風電、光伏高滲透率情景下的調節(jié)價值。氣候變化造成極端氣象出現(xiàn)的更加頻繁，干旱、洪澇導致水電出力受影響，可調可控性低的風電、光伏裝機極速增加，在青海等省份有比較好的氫氨燃機應用場景，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。