國際氫能燃料展獲悉，氫能與各類(lèi)能源耦合應用成為趨勢，但同時(shí)，其在各類(lèi)應用場(chǎng)景中的發(fā)展路徑仍待明晰與完善。

在應對氣候變化共識下，氫能逐步成為全球培育新興產(chǎn)業(yè)的重要方向。在我國，氫能與電力協(xié)同發(fā)展，能夠為新型電力系統的建設和完善提供有效支撐。

在日前召開(kāi)的中電聯(lián)氫能分會(huì )成立大會(huì )暨氫能行業(yè)發(fā)展交流會(huì )上，業(yè)內人士指出，近年來(lái)，我國氫能產(chǎn)量及消費量呈上升趨勢，氫能發(fā)展得到全社會(huì )廣泛關(guān)注。隨著(zhù)能源轉型深入推進(jìn)，氫能與各類(lèi)能源耦合應用成為趨勢，但同時(shí)，其在各類(lèi)應用場(chǎng)景中的發(fā)展路徑仍待明晰與完善。

全球主要經(jīng)濟體部署氫能

根據國際氫能理事會(huì )預測，到2050年，氫能將滿(mǎn)足全球18%的終端用能需求，減排二氧化碳達60億噸。

從國際上看，近年來(lái)，大約80個(gè)國家提出了氫能發(fā)展規劃，主要經(jīng)濟體紛紛將氫能作為脫碳能源體系的重要組成部分和綠色經(jīng)濟復蘇的新引擎。國家能源局科技司副司長(cháng)劉亞芳介紹，截至今年7月，全球已有44個(gè)國家發(fā)布氫能戰略，其中有21個(gè)國家確定電解槽目標。

“美國今年6月發(fā)布國家清潔氫戰略路線(xiàn)圖，加速清潔氫的生產(chǎn)、加工、交付、儲存和使用；日本同月發(fā)布修訂版的氫能基本戰略，確保實(shí)現碳中和目標的同時(shí)加強全球競爭力；“法國2030”投資計劃擬投資20億歐元支持氫能發(fā)展?！敝袊娍圃杭夹g(shù)戰略中心主任閆華光進(jìn)一步指出，德國今年7月發(fā)布新版《國家氫能戰略》，計劃于2027或2028年前改造和新建超過(guò)1800公里的氫氣管道，2030年將德國電解氫能力提高一倍。

聚焦我國，統計顯示，截至今年6月，我國已累計建成運營(yíng)可再生能源制氫項目42個(gè)，建成并運營(yíng)加氫站數量380多座，新增加氫站、再用加氫站以及加氫站的總數居世界第一。國家能源集團國華投資公司黨委副書(shū)記理劉瑋指出，截至今年8月，我國在建和建成的可再生能源制氫產(chǎn)能達每年90萬(wàn)噸，總清潔氫產(chǎn)能接近每年350萬(wàn)噸，氫燃料電池發(fā)電總裝機規模達13.7兆瓦。

氫電耦合協(xié)同趨勢凸顯

當前，我國氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。業(yè)內人士認為，氫電耦合應用的趨勢已日漸清晰，未來(lái)氫電協(xié)同是必然要求。

“能源形態(tài)跨網(wǎng)協(xié)同是解決能源供給和能源消費空間與時(shí)間結構矛盾的重要途經(jīng)。氫能可作為電力、熱力、燃料等能源品種之間轉化的媒介，未來(lái)可實(shí)現跨能源網(wǎng)絡(luò )協(xié)同?！睎|方電氣成都氫燃料電池科技有限公司黨委副書(shū)記黃果分析認為。

氫電協(xié)同具有廣闊發(fā)展空間。中電聯(lián)首席專(zhuān)家、氫能分會(huì )秘書(shū)長(cháng)蔣敏華測算，2022年，我國用氫3500萬(wàn)噸，其中約80%來(lái)自化石能源制氫。通過(guò)電解水制氫2000萬(wàn)噸的耗電量為1萬(wàn)億千瓦時(shí)，約占我國全社會(huì )用電量的1/9，可減排二氧化碳2億噸-4.8億噸，是全國二氧化碳排放量的2%-4.8%?！岸以谠淳W(wǎng)荷儲中，荷作為重要一環(huán)，具備一定的可調節性尤為重要，因此我國有必要協(xié)調化工、電力等產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)氫電協(xié)同，推動(dòng)新型能源體系建立?！?/p>

“預計到2025年，全國非化石能源發(fā)電裝機約達到17億千瓦，風(fēng)電太陽(yáng)能等新能源發(fā)電裝機達到12億千瓦左右。到2060年，全國非化石能源發(fā)電裝機有望達到70億千瓦，新能源發(fā)電裝機達到60億千瓦?！敝须娐?lián)黨委書(shū)記、常務(wù)副理事長(cháng)楊昆認為，在新型電力系統長(cháng)周期調節的過(guò)程中，由于氫能可大規模長(cháng)周期存儲的特點(diǎn)，可充分發(fā)揮調節作用?！巴ㄟ^(guò)‘風(fēng)光氫儲’一體化發(fā)展，平抑新能源發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性，有效促進(jìn)新能源規?；{和電網(wǎng)平穩運行，實(shí)現氫電互補，發(fā)揮兩者最大協(xié)同效能?！?/p>

劉瑋也認為，我國氫能產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生深刻變革，主要表現在：由以前的“就氫論氫”到衍生產(chǎn)業(yè)鏈轉化，特別是綠氫向綠醇、綠氨、生物質(zhì)、航油等衍生品發(fā)展。此外，氫能產(chǎn)業(yè)規模和項目正由以前的單體小規模示范驗證向大規模一體化生態(tài)型綜合項目應用轉變。

發(fā)展路徑均待完善

從具體的電氫耦合場(chǎng)景與發(fā)展路徑看，閆華光指出，氫能電源側應用場(chǎng)景包括平抑可再生能源波動(dòng)的井網(wǎng)型電制氫、集中式可再生能源自發(fā)自用制氫+余電上網(wǎng)、可再生能源離網(wǎng)型電制氫、傳統火電與可再生能源耦合制氫、海上風(fēng)電制氫等，能夠促進(jìn)可再生能源高效消納利用。

“在電網(wǎng)側，應用場(chǎng)景包括氫儲能電站等，能夠用于參與電網(wǎng)調峰調頻輔助服務(wù)，提高電力系統安全性、可靠性和靈活性；負荷側應用場(chǎng)景包括分布式網(wǎng)電制氫、分布式可再生能源自發(fā)自用與網(wǎng)電聯(lián)合制氫、分布式氫能熱電聯(lián)供、分布式電氫制充注一體站等。該場(chǎng)景發(fā)揮電、氣、熱、冷、氫等不同能源系統的耦合互補效應，推動(dòng)綜合能源服務(wù)發(fā)展，提升終端能源效率和綜合供能可靠性?！遍Z華光進(jìn)一步解釋。

同時(shí)，結合氫能與新型電力系統耦合典型場(chǎng)景特征，基于全生命周期經(jīng)濟性分析方法，通過(guò)開(kāi)展各場(chǎng)景經(jīng)濟性分析發(fā)現，當前源網(wǎng)荷側各場(chǎng)景電制氫平準化單位成本為20元/千克-34元/千克，距灰氫成本6元/千克-12元/千克還有較大差距。

針對多能耦合一體化優(yōu)化，中國寰球工程有限公司北京分公司工藝部副主任唐碩建議，要不斷推動(dòng)綠氫替代向綠氫耦合再向多能耦合方面發(fā)展，并通過(guò)技術(shù)進(jìn)步降低各環(huán)節中的能耗與成本?！叭缤ㄟ^(guò)技術(shù)手段，根據可再生能源和煉廠(chǎng)實(shí)際情況以及多種新能源技術(shù)路徑，優(yōu)化微網(wǎng)中最佳能量轉格技術(shù)組合以及相關(guān)技術(shù)設備規模和運行方案，以滿(mǎn)足全系統的能量（電、氫、氧、熱等）穩定或波動(dòng)需求，實(shí)現經(jīng)濟利益最大化?！?/p>

結合我國氫能供需預測分析，通過(guò)對2030年、2060年我國氫能發(fā)展需求、目標、發(fā)展趨然、技術(shù)成熟度等分析研判，閆華光對適應新型電力系統的氫能發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)提出建議：2030年前，開(kāi)展電氫耦合技術(shù)攻關(guān)及典型場(chǎng)景下的工程示范，推動(dòng)寬范圍、大容量、高效率、低成本、模塊化電解水制氫技術(shù)裝備的工程化商業(yè)化應用。2030-2045年，推動(dòng)低成本、高密度、大容量?jì)浼夹g(shù)工程化商業(yè)化應用，實(shí)現電制氫、氫發(fā)電及熱電聯(lián)供等特定場(chǎng)景下工程規?；l(fā)展?！拔磥?lái)，可再生能源電力制氫成為重要的可調節負荷。結合可再生能源和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同步規劃大規模電制氫項目、電網(wǎng)輸送通道及輸氫管道建設，形成可再生能源電解水制氫與電網(wǎng)協(xié)同互動(dòng)的建設格局。2045年后，開(kāi)展大規模、長(cháng)周期、跨季節氫儲能工程應用，支撐電力系統季節性電力電量平衡。氫能制取、儲運、發(fā)電等各環(huán)節與新型電力系統源網(wǎng)荷各環(huán)節深度耦合?！?/p>

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