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“氢电耦合”构建现代能源体系

来源:中国科学报 | 编辑:李惠钰 | 2021年3月23日() | 打印内容 打印内容

“电和氢相结合,可基本满足社会各行业不同形式的能源需求。”近日,中国产业发展促进会氢能分会会长魏锁在第六届中国能源发展与创新论坛上指出,发电和制氢相结合能够打破电网平衡对新能源发电承载能力的局限,使风光资源得到充分的开发利用。

过去十多年,我国风能、太阳能等新能源技术和产业快速发展,但魏锁指出,我国储能、氢能等领域的材料、部件、技术等环节仍难以满足全产业链自主可控的要求,从技术到产品都有很大的创新提升空间。

为进一步推动可再生能源开发,多位专家表示,加快能源转型进程,发展氢能并构建“电氢体系”将成为一条重要路径。

可再生能源为制氢提供推动力

“未来,可再生能源将持续快速发展,光伏和风电是能源转型的主力,可再生能源将成为能源消费增量主体,并逐步走向存量替代。”水电水利规划设计总院副总工程师谢宏文在论坛上表示,未来5年,可再生能源将成为部分地区能源消费增量主体;2035年,可再生能源基本满足能源消费增量;2050年,可再生能源将成为能源消费总量主体。

谢宏文进一步指出,未来,风电成本将持续下降,“三北”陆上和东部沿海是风电发展重点。技术进步也将推动光伏转换效率和工艺制造水平持续提升,光伏发电成本有望快速下降,届时光伏将成为我国上网电价最低、规模最大的电源。

不过,可再生能源具有明显的不稳定生产特征,而氢能与电能的深度耦合恰恰能支撑更高份额可再生能源电力的发展。

“氢能与电能同属二次能源,更容易耦合电能、热能、燃料等多种能源并与电能一起建立互联互通的现代能源网络。”谢宏文指出,可再生能源制氢与氢储运、氢应用技术的不断进步,有望使部分优势地区的可再生能源摆脱电网设施及消纳条件的限制。

据谢宏文先容,开展可再生能源制氢利用,可将丰水期富余水电、负荷低谷时段富余风电、午间富余光伏发电等可再生能源电力转化为氢能并存储,促进可再生能源主动参与电网调峰,提升新能源利用效率。

“随着电力现货市场的试点及铺开,可再生能源富余时段电力直接反映为系统电价降低,电制氢经济性提升。同时,制氢具有较好的扩展性和运行灵活性,能够适应新能源的随机波动。”谢宏文进一步指出,可再生能源的发展将为制氢提供推动力。

“可再生能源将助推电解制氢降低成本。”谢宏文指出,过去10年间,风电、光伏发电度电成本分别下降了69%和88%,2019年的风电、光伏规模化利用已实现平价上网。随着可再生发电成本快速下降,电解水制氢经济性将逐步提升。可再生能源将助推电解水制氢走向主流。2050年,预计氢能在中国能源体系中的占比约为10%,氢气需求量接近6000万吨,年经济产值超过10万亿元。

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