日前，河南省人民政府辦公廳印發(fā)《河南省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2022—2035年)》，提出推動(dòng)多能互補耦合發(fā)展，發(fā)揮氫儲能調節周期長(cháng)、儲能容量大的優(yōu)勢，逐步開(kāi)展氫能在可再生能源消納、電網(wǎng)調峰等場(chǎng)景的示范應用。探索風(fēng)、光發(fā)電+氫儲能一體化應用新模式，實(shí)現多能協(xié)同供應和綜合梯級利用。此外，還提出研究探索可再生能源制氫市場(chǎng)化機制，健全覆蓋氫儲能的儲能調價(jià)機制，探索氫儲能直接參與電力市場(chǎng)交易。

近年來(lái)，氫能受?chē)艺咧С?，迎?lái)快速發(fā)展期。多位業(yè)內人士表示，氫能將為新型電力系統發(fā)揮重要支撐作用。但同時(shí)，目前我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于起步和追趕階段，尚存多重壁壘待打破。

利好政策密集出臺

近年來(lái)，我國氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展窗口期。2021年，《關(guān)于組織開(kāi)展“十四五”第一批國家能源研發(fā)創(chuàng )新平臺認定工作的通知》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規劃》等文件陸續發(fā)布，提出鼓勵氫能與可再生能源協(xié)同發(fā)展，推動(dòng)氫能在化工、冶金等行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及多元利用。

今年3月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021-2035年)》，指出氫能是未來(lái)國家能源體系的組成部分，是戰略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向，是構建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉型升級的新增長(cháng)點(diǎn)，提出要充分發(fā)揮氫能清潔低碳的優(yōu)勢。

此后，多地密集出臺支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，并積極探索實(shí)踐。多個(gè)省(區、市)將氫能發(fā)展規劃納入新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)、整體能源發(fā)展、戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展或區域“十四五”規劃中;北京、山東、四川、河北、內蒙古5個(gè)省(區、市)出臺了氫能產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展規劃。

2021年11月，我國首個(gè)萬(wàn)噸級光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車(chē)綠氫示范項目啟動(dòng)建設。該項目將全部采用光伏和風(fēng)電等可再生能源發(fā)電制氫，制氫規模達到每年2萬(wàn)噸;2022年8月，內蒙古在鄂爾多斯市舉行風(fēng)光制氫一體化示范項目集中開(kāi)工儀式。該示范項目投產(chǎn)后，每年可生產(chǎn)綠氫7.2萬(wàn)噸，將廣泛應用于重卡汽車(chē)燃料、化工、生物醫藥、冶金原料等方面;2022年9月，通遼市人民政府、中國投資協(xié)會(huì )、中國天楹股份有限公司達成戰略合作，計劃在“十四五”期間共同打造通遼千萬(wàn)千瓦級風(fēng)光儲氫氨一體化零碳產(chǎn)業(yè)園，其中包括風(fēng)力發(fā)電6吉瓦、光伏發(fā)電4吉瓦，重力儲能2吉瓦時(shí)，綠氫產(chǎn)能5萬(wàn)噸/年，綠氨產(chǎn)能30萬(wàn)噸/年。

此外，河北沽源風(fēng)電制氫、寧夏寶豐光伏制氫、安徽六安兆瓦級氫能示范電站等多個(gè)綠氫示范項目也相繼亮相。

“氫儲能可以實(shí)現長(cháng)周期、跨季節、大規模和跨空間儲存，其功率和能量可分開(kāi)配置，功率和容量可獨立優(yōu)化，儲電和發(fā)電過(guò)程無(wú)須分時(shí)操作。氫儲能在放電時(shí)間(天至數月)和容量規模(百吉瓦級別)上也具有優(yōu)勢，可滿(mǎn)足數天、數月乃至更長(cháng)時(shí)間的儲能需求?！敝袊娍圃杭夹g(shù)戰略中心主任閆華光指出。

為電力系統提供重要支撐

多位業(yè)內人士表示，氫能將為新型電力系統的構建發(fā)揮重要作用。

某環(huán)境與能源研究院人士指出，新型電力系統的本質(zhì)特征是可再生能源裝機容量和發(fā)電出力比重大幅提升?！岸稍偕茉?，尤其是風(fēng)電和光伏的時(shí)段波動(dòng)性將對儲能容量和長(cháng)周期性(比如跨季節)儲能提出更高要求。電轉氫有望成為長(cháng)周期、大規模儲能的解決方案，因為電解水制氫后，能夠采用多種方式儲存，或摻混到天然氣管網(wǎng)中，實(shí)現‘電網(wǎng)——氣網(wǎng)’融合，通過(guò)氣網(wǎng)儲存較大的冗余，消納電網(wǎng)輸送不了的電?！?/p>

上述研究院人士表示，在電力供給不足的季節或時(shí)段，摻氫天然氣或者純氫采用燃氣輪機、燃料電池以及質(zhì)子交換膜燃料電池等技術(shù)發(fā)電，可實(shí)現氣網(wǎng)對電網(wǎng)的補充。

氫能作為清潔低碳、靈活高效的二次能源，可在促進(jìn)新能源高比例消納、保障電力電量供需平衡等方面發(fā)揮重要作用。

閆華光認為，氫能能解決未來(lái)新型電力系統面臨的多個(gè)問(wèn)題，例如，可再生能源大規模消納的問(wèn)題、長(cháng)時(shí)間尺度跨季節電力供需不平衡的問(wèn)題、靈活性調節能力不足的問(wèn)題，以及多種能源難以互聯(lián)互通和互補高效利用的問(wèn)題。

“在源側，通過(guò)風(fēng)光可再生能源就地制氫、傳統電源與氫能耦合等場(chǎng)景，可促進(jìn)可再生能源高效消納，平衡新能源出力功率波動(dòng)，提升并網(wǎng)友好性，支撐大規?？稍偕茉赐馑?。傳統煤電耦合新能源、氫能，將有效提升煤電靈活性和清潔低碳水平，促進(jìn)傳統煤電綠色可持續發(fā)展?！遍Z華光分析，在電網(wǎng)側大規模新能源匯集、負荷密集接入、調峰調頻困難和電壓支撐能力不足的關(guān)鍵節點(diǎn)合理布局氫儲能電站，可實(shí)現調峰、調頻、調壓、事故備用、爬坡等多種功能，提高電力系統安全性、可靠性、靈活性。此外，在負荷側，通過(guò)氫能熱電聯(lián)產(chǎn)、分布式電制氫加氫站等場(chǎng)景，氫能可參與電網(wǎng)輔助服務(wù)，同時(shí)支撐分布式供能系統建設，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。

經(jīng)濟性偏低是主要障礙

“與其他可再生能源相比，氫能發(fā)電的優(yōu)勢是不需要依托儲能、抽蓄等手段才能克服間歇性和不穩定，并且可以通過(guò)綠電和綠氫的相互轉換實(shí)現全過(guò)程綠色低碳。但目前存在的主要問(wèn)題還是經(jīng)濟性偏低?！敝袊吞烊粴夤煞萦邢薰疽巹澘傇簯鹇运L(cháng)院振剛指出，目前，風(fēng)、光等可再生能源的發(fā)電成本降低，氫轉電、電轉氫的效率也尚有一定的提升空間。

“受技術(shù)、經(jīng)濟性等因素的影響，氫能在新型電力系統中的應用仍面臨諸多挑戰：一是缺少電氫耦合的激勵政策、市場(chǎng)機制與規劃;二是氫能裝備及核心關(guān)鍵技術(shù)有待突破;三是綠氫生產(chǎn)成本較高;四是電氫耦合標準體系有待完善?！遍Z華光指出。

閆華光建議，應進(jìn)一步加強氫能與電力系統的協(xié)同規劃，開(kāi)展跨行業(yè)、跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，培育電氫耦合聯(lián)合科研創(chuàng )新團隊，完善電氫耦合標準體系，加強電氫耦合全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)成熟度分析，打造典型精品示范工程，完善可再生能源制氫市場(chǎng)化機制，健全氫儲能參與電力輔助服務(wù)的價(jià)格機制，探索氫儲能直接參與電力市場(chǎng)交易。

在技術(shù)方面，前述某環(huán)境與能源研究院人士建議，提高電解水制氫裝備對可再生能源時(shí)段波動(dòng)性的響應能力，降低制氫裝備成本，提高制氫轉換效率。

“但從國際上看，目前我國在質(zhì)子交換膜制氫、燃料電池關(guān)鍵材料和核心零部件以及氫能的多元利用方面仍處于起步和全面追趕的階段?！痹赫駝傉f(shuō)。