“未來,能源結構一定是氫電結合,可以上網(wǎng)的電用來上網(wǎng),不能上網(wǎng)的電用來制氫”,國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)專家評價道。
氫電融合是實現(xiàn)100%可再生能源消納、100%零碳電力供給的重要手段。在促進可再生能源消納方面,制氫裝置功率運行范圍寬、功率變化率快,與可再生能源的快速波動特性非常匹配。將氫能與可再生能源耦合,可有效降低可再生能源對電網(wǎng)的沖擊,促進可再生能源消納。
我國《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》中提到“十四五”時期氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應用示范工程中明確發(fā)電領域:結合增量配電改革和綜合能源服務試點,開展氫電融合的微電網(wǎng)示范,推動燃料電池熱電聯(lián)供應用實踐。鼓勵結合新建和改造通訊基站工程,開展氫燃料電池通信基站備用電源示范應用,并逐步在金融、醫(yī)院、學校、商業(yè)、工礦企業(yè)等領域引入氫燃料電池應用。
頂層設計高瞻遠矚,對氫電融合的微電網(wǎng)示范工程做出重要指示。作為世界上產(chǎn)氫量最大的氫氣生產(chǎn)國,我國未來能源體系勢必將以清潔能源為全面支撐,氫能將在電力系統(tǒng)中占有重要地位。
“構建以清潔能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。我國風電光伏裝機量逐年遞增,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展風口迅速來到,摒棄化石能源發(fā)電、構建新型儲能電網(wǎng)迫在眉睫。從發(fā)展現(xiàn)狀來看,我國是目前世界上加氫站建設數(shù)量最多的國家,“十四五”期間將規(guī)?;茝V的氫燃料電池汽車將有十幾萬輛,制氫項目不斷簽約落地……我國氫能產(chǎn)業(yè)正朝向積極趨勢發(fā)展。
然而不可忽視的是,我國仍需要攻破具體難關。成本與技術仍是掣肘氫能發(fā)展的兩大“門檻”,氫電結合既有助于電力消納和存儲,更將多能互補的優(yōu)勢完美體現(xiàn)出來。
近日,國內(nèi)首個氫電耦合中壓直流微網(wǎng)在浙江寧波投運,我國在氫電耦合技術上更進一步。
該項目是2020年國家重點研發(fā)計劃專項的配套示范工程,自2021年6月3日起正式啟動,2022年5月正式開工,歷史兩年。據(jù)悉,該示范工程將成為世界首個電-氫-熱-車耦合的±10千伏直流互聯(lián)系統(tǒng),包含可再生能源發(fā)電總功率超過3兆瓦,制氫功率400千瓦,電池儲能總容量大于3兆瓦/3兆瓦時。該項目實現(xiàn)了氫產(chǎn)業(yè)全鏈條相關設備全部國產(chǎn)化,氫電轉換效率達到世界領先水平。
氫電融合是實現(xiàn)電能大規(guī)模、長時間存儲的重要方式,氫及衍生氣體可以在保證經(jīng)濟性的條件下實現(xiàn)大規(guī)模長周期儲能,存儲規(guī)模從百千瓦到吉瓦,存儲時間從小時到季節(jié),存儲特性與電化學儲能互補。通過構建電-抽蓄-氫耦合的混合儲能系統(tǒng),可以實現(xiàn)全社會負荷從秒級到季節(jié)的輸出特性平移與優(yōu)化,對于碳中和場景下全時段源荷能量平衡具有重要的意義。
氫能與電能的耦合,是解決“雙碳”問題的重要選擇。氫能產(chǎn)業(yè)鏈非常長、應用前景廣闊,它涉及上游的制氫、輸氫、儲氫、加氫,再到下游的用氫發(fā)電、供熱、交通等,它涉及的領域主要包括交通、發(fā)電、儲能、新型利用等。
能源產(chǎn)業(yè)正在由單一能源發(fā)力向多種能源互補結合轉變。氫能作為一種新型儲能方式,與電力耦合,實現(xiàn)氫電之間的靈活轉換。