氢氨路线为“碳中和”带来新机遇

　　日前，中国能源研究会与自然资源保护协会合办的“新型电力系统沙龙”在北京举办。本期沙龙聚焦氢能发展带来的机遇和面临的挑战。

 

　　作为可再生二次能源，氢能具有清洁低碳且可存储的特征，在消纳可再生能源、电网调峰等应用场景潜力巨大，因此，在建设新能源占比逐步提高的新型电力系统过程中受到越来越多的关注。鉴于氨是天然的储氢介质，便于安全运输，解决了氢能安全存储和运输的难题，氢氨路线成为目前推动氢能发展的热点之一。

 

　　中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌强调，为实现“双碳”目标，电力结构将从以化石能源为主转向新能源占比逐渐提高，最终新能源将占据主体地位。在这个过程中，电力系统的整体形态、组织方式、交易方式都在发生系统性的变革，关键产业的技术路径选择十分重要。氢能作为新兴的能源形态，尽管目前在传统电力系统中占比非常小，但有研究认为，氢能在未来能源系统中的比重将显著增加。碳达峰之后，随着碳约束的加强，氢能在新型电力系统中将有很大的发挥空间。

 

　　上海电机学院教授张华认为，“氢氨+新能源”是应对气候变化、实现碳中和的一个可行路径。为解决新型电力系统中可再生能源发电与用电负荷不匹配的问题，电网需要储能，特别是要有长时储能的技术解决方案。目前成熟的抽水蓄能和电化学技术，在充分发展的前提下，可以满足短时储能的需求，而对于长时间、季节性、大规模的储能需求，氢氨是一个可行的技术方向。张华同时提出，未来充满不确定性，能源技术在未来10到30年突破性的进步，或将为新型电力系统提供更多的选择。

 

　　国网能源研究院副总工程师兼企业战略研究所所长马莉认为，新型电力系统的愿景明确，但技术路径存在多种可能、尚不清晰，需要多路径进行探索。目前，新型电力系统正面临着生产力和生产关系等多方面的变化。在生产力方面，电源结构、调节电源、电网形态都在发生变化：随着新能源在电力系统中的占比逐渐提高，需要分区域、分阶段重构不同电源在系统中的功能定位；系统调节资源从目前的常规电源调节，拓宽到需求侧的灵活性调节资源，以应对极端气候变化带来的长周期灵活性的挑战；电网形态方面集中式与分散式并存，出现了分布式能源、微网等形态。在生产关系方面，市场主体、运行方式和价值导向都发生变化：电动汽车、分布式、负荷聚合等主体正在进入市场；运行方式从计划走向市场，用合理的价格信号激发市场主体的活力；电力系统的价值导向从传统的更多考虑安全、经济，转向兼顾外部环境的碳约束。各国都在大力发展和布局氢能，我国需要基于资源禀赋，多方探讨氢能发展多样化的商业模式和多层次的应用场景。

 

　　华北电力大学教授董军认为，在我国新型电力系统建设过程中，能否跨越天然气直接转向氢氨作为过渡能源，目前看来从技术和经济方面都有待发展，是需要重点关注的。董军建议，首先，对于煤电转型问题，不能单独考虑煤电，需要放在电力系统中，综合考虑煤电与新能源、水电、核电、储能和需求侧资源，通过系统运行模拟分析不同电源的定位，提出煤电的转型路径。其次，我国不同省份情况差异很大，要考虑不同省份的特点，并考虑和其他省份或区域的送受电关系，研究煤电转型路径。最后，煤电转型要在电力市场环境中研究，通过市场机制激励不同主体在新型电力系统中发挥作用。

 

　　水电水利规划设计总院综合能源部主任工程师李少彦认为，氢氨燃机在燃气轮机技术进步及其国产化后，有很大的降本空间。氢氨燃机经多次转化，与燃煤机组的比较优势不在于电量成本，而是有效的电力成本，即以较低的初始投资、较少（但较贵）的燃料成本、较低的利用小时数，发挥很好的支撑调节作用。现阶段需要从全系统角度统筹各类电源资源支撑、调节作用和新能源消纳运行情况。各类储能和燃气轮机都是有效的支撑调节资源，在技术比选时要全面考量它们在风电、光伏高渗透率情景下的调节价值。气候变化造成极端气象出现的更加频繁，干旱、洪涝导致水电出力受影响，可调可控性低的风电、光伏装机极速增加，在青海等省份有比较好的氢氨燃机应用场景，可以先行示范探索，助力多元、安全、高效的新型电力系统建设。