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會合辦的“新型電力系統沙龍”在北京舉辦。本期沙龍聚焦氫能發展帶來的機遇和面臨的挑戰。

 

　　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的難題，氫氨路線成為目前推動氫能發展的熱點之一。

 

　　中國能源研究會能源政策研究室主任林衛斌強調，為實現“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，最終新能源將占據主體地位。在這個過程中，電力系統的整體形態、組織方式、交易方式都在發生系統性的變革，關鍵產業的技術路徑選擇十分重要。氫能作為新興的能源形態，盡管目前在傳統電力系統中占比非常小，但有研究認為，氫能在未來能源系統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中將有很大的發揮空間。

 

　　上海電機學院教授張華認為，“氫氨+新能源”是應對氣候變化、實現碳中和的一個可行路徑。為解決新型電力系統中可再生能源發電與用電負荷不匹配的問題，電網需要儲能，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，在充分發展的前提下，可以滿足短時儲能的需求，而對于長時間、季節性、大規模的儲能需求，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提供更多的選擇。

 

　　國網能源研究院副總工程師兼企業戰略研究所所長馬莉認為，新型電力系統的愿景明確，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、調節電源、電網形態都在發生變化：隨著新能源在電力系統中的占比逐漸提高，需要分區域、分階段重構不同電源在系統中的功能定位；系統調節資源從目前的常規電源調節，拓寬到需求側的靈活性調節資源，以應對極端氣候變化帶來的長周期靈活性的挑戰；電網形態方面集中式與分散式并存，出現了分布式能源、微網等形態。在生產關系方面，市場主體、運行方式和價值導向都發生變化：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市場主體的活力；電力系統的價值導向從傳統的更多考慮安全、經濟，轉向兼顧外部環境的碳約束。各國都在大力發展和布局氫能，我國需要基于資源稟賦，多方探討氫能發展多樣化的商業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境中研究，通過市場機制激勵不同主體在新型電力系統中發揮作用。

 

　　水電水利規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，發揮很好的支撐調節作用?，F階段需要從全系統角度統籌各類電源資源支撐、調節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價值。氣候變化造成極端氣象出現的更加頻繁，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建設。