中國能源研究會與自然資源保護協(xié)會(NRDC)合辦的“新型電力系統(tǒng)沙龍“日前在京舉辦。上海電機學(xué)院教授張華、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、華北電力大學(xué)教授董軍、水利水電規(guī)劃設(shè)計總院綜合能源部主任工程師李少彥、中國能源研究會能源政策研究室主任林衛(wèi)斌、NRDC清潔電力項目副主任劉明明等專家圍繞氫能發(fā)展帶來的機遇和面臨的挑戰(zhàn)等相關(guān)問題，暢所欲言。

氫能：未來新能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略發(fā)展方向

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(diào)峰等應(yīng)用場景潛力巨大，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。2022年3月，國家發(fā)改委和能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》明確了氫能產(chǎn)業(yè)的“三大定位“，即未來國家能源體系的重要組成部分、用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。

與會專家指出，氫能將成為我國加快能源轉(zhuǎn)型升級、培育經(jīng)濟新增長點的重要戰(zhàn)略選擇。鑒于氨是天然的儲氫介質(zhì)，便于安全運輸，解決了氫能安全存儲和運輸?shù)碾y題，氫氨路線因此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(diào)，為實現(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。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。目前資本市場和地方都在關(guān)注并布局氫能，需要對氫能的發(fā)展前景、技術(shù)前景和應(yīng)用場景進行深入探討。

上海電機學(xué)院教授張華認(rèn)為，“氫氨+新能源”是應(yīng)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(fù)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(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(shù)方向。“從產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展進步的角度，最大挑戰(zhàn)來自于效率和經(jīng)濟性兩方面。”

張華表示，在未來能源系統(tǒng)中，氫氨的應(yīng)用前景主要有兩個方面：其一在交通領(lǐng)域，氫氨作為燃料為使用混合動力系統(tǒng)的交通工具提供電能；其二在電力領(lǐng)域，氫氨作為燃料和儲能，為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、慣量等服務(wù)。目前在交通領(lǐng)域，氫氨與柴油的pk時機已經(jīng)到來，氫氨與柴油相比具有成本競爭力；但在電力領(lǐng)域，氫氨應(yīng)用尚處于示范探索階段，成本競爭力不足，因此與煤的pk時機尚未成熟。參考光伏的發(fā)展路徑，在政策推動下，得到資本市場的青睞，實現(xiàn)規(guī)?；?，光伏成本大幅下降，氫氨經(jīng)濟的發(fā)展路徑也可以具有類似特點。張華同時提出，未來充滿不確定性，能源技術(shù)在未來10年到30年突破性的進步，或?qū)樾滦碗娏ο到y(tǒng)提供更多的選擇。

新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型需要探索新路徑

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(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，需要多路徑進去探索。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。“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(yīng)用場景。”

“在電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型過程中，目前國際上認(rèn)為天然氣是過渡能源。但天然氣發(fā)電由于氣價較高和重型燃機技術(shù)瓶頸等問題，在我國沒有得到較快發(fā)展，難以有效發(fā)揮靈活調(diào)節(jié)電源的作用。”華北電力大學(xué)教授董軍介紹了天然氣發(fā)電在我國發(fā)展面臨的問題，認(rèn)為可以為氫能燃?xì)廨啓C發(fā)展提供參考。在我國新型電力系統(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)濟方面都有待發(fā)展，是需要重點關(guān)注的。

董軍建議，首先，對于煤電轉(zhuǎn)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(cè)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(zhuǎn)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(guān)系，研究煤電轉(zhuǎn)型路徑。最后，煤電轉(zhuǎn)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。

氫能更適合更長周期、大規(guī)模儲能

水電水利規(guī)劃設(shè)計總院綜合能源部主任工程師李少彥認(rèn)為，氫氨燃機在燃?xì)廨啓C技術(shù)進步及其國產(chǎn)化后，有很大的降本空間。氫氨燃機經(jīng)多次轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)作用。以我國當(dāng)前的新能源裝備制造能力和工程施工能力，每年建設(shè)1、2億千瓦的風(fēng)電光伏不成問題。但由于新能源置信容量低，1億千瓦裝機只有1000萬千瓦的容量價值，相比較于快速增長的電力負(fù)荷缺口，新能源對解決電力安全保供問題作用很有限。因此現(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行情況。各類儲能和燃?xì)廨啓C都是有效的支撐調(diào)節(jié)資源，在技術(shù)比選時要全面考量他們在風(fēng)電、光伏高滲透率情景下的調(diào)節(jié)價值。例如，面對未來頻繁啟停、快速爬坡等需求，燃?xì)廨啓C、氫氨汽輪機有優(yōu)勢，若氫氨可以長周期、大規(guī)模存儲將發(fā)揮更大作用。李少彥同時提出，要基于新能源發(fā)展的不同階段，進行技術(shù)和經(jīng)濟成本分析，最終做出選擇和比較。最后，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、光伏裝機極速增加，在青海等省份有比較好的氫氨燃機應(yīng)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(shè)。

“碳中和的實現(xiàn)不是輕而易舉的，需要依賴更大范圍的技術(shù)突破。”一位抽水蓄能的研究者認(rèn)為，隨著新能源并網(wǎng)比例的持續(xù)增高，電力系統(tǒng)對增強電網(wǎng)彈性、增加平衡時間尺度等提出了更高的要求。從當(dāng)前技術(shù)來看，抽水蓄能占比最大、技術(shù)最為成熟，對電網(wǎng)的支撐能力最強，是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。抽蓄以日調(diào)節(jié)為主，且固定投資大、可變成本低。結(jié)合未來發(fā)展方向，氫能可能需要更長時間的成熟過程，氫能側(cè)重于長周期調(diào)節(jié)，且固定投資低、可變成本高，與抽蓄具有很好的互補特性。“新型電力系統(tǒng)建設(shè)三步走的節(jié)點比較明確，盡管對于路徑還沒有趨同的認(rèn)識，且不同的能源和市場主體都有自己的立場和觀點，但基本形成共識的是，電力系統(tǒng)中尚有巨大潛力尚未利用，需要通過有效的政策和商業(yè)模式，進一步挖掘電源側(cè)、抽水蓄能、氫能以及需求側(cè)資源的靈活性調(diào)節(jié)潛力。”