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電-氫協(xié)同助力新能源消納。 圖源：國網(wǎng)能源研究院能源互聯(lián)網(wǎng)研究所科室主任孔維政演講資料

記者 陸肖肖 北京報道

在政策的支持下，越來越多的城市發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時期。9月6日，《河南省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2022—2035年）》發(fā)布，文件顯示，到2025年，氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備制造領(lǐng)域取得突破，產(chǎn)業(yè)鏈基本完備，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)達(dá)到100家以上，氫能產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值突破1000億元。推動多能互補(bǔ)耦合發(fā)展。發(fā)揮氫儲能調(diào)節(jié)周期長、儲能容量大的優(yōu)勢，逐步開展氫能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等場景示范應(yīng)用。

【資料圖】

有專家表示，當(dāng)前我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處在初級階段，還有綠氫生產(chǎn)成本高，氫能裝備部分器件存在“卡脖子”問題，制取、儲運(yùn)和使用過程中存在一定的安全隱患等問題。未來氫能需要同新型電力系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展，氫能作為高度可調(diào)節(jié)負(fù)荷，有效提升電力靈活性和安全性，促進(jìn)新能源消納利用。

氫能產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展“春天期”

氫能產(chǎn)業(yè)在我國迎來快速發(fā)展時期。今年三月份，3月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合研究制定了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，計(jì)劃到2025年，燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站?？稍偕茉粗茪淞窟_(dá)到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費(fèi)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬噸/年。

9月4日，在中國能源研究會主辦的氫能產(chǎn)業(yè)的“春天期”分析大會上，中國能源研究會特邀副理事長、中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司原總經(jīng)理鐘俊表示，從行業(yè)實(shí)踐來看，我國氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)積極發(fā)展的態(tài)勢，規(guī)模以上氫能企業(yè)已經(jīng)達(dá)到300多家，我國去年產(chǎn)量達(dá)到3300萬噸，約占全球氫產(chǎn)量的30%。由于氫能的特點(diǎn)，熱值高、零排放、儲量豐富，它將在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中發(fā)揮積極的作用。作為電能的替代品，氫能應(yīng)用范圍可以覆蓋交通、工業(yè)產(chǎn)業(yè)、能源轉(zhuǎn)運(yùn)、電量儲能等各個領(lǐng)域。

“當(dāng)前的氫能發(fā)展大環(huán)境很好，可以說如沐春風(fēng)?！辩娍”硎?，氫能工作將是我國未來能源體系的重要組成部分，是能源終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，氫能產(chǎn)業(yè)將是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

當(dāng)前，氫能的應(yīng)用場景廣泛，尤其是氫燃料汽車、氫能船舶等技術(shù)在突飛猛進(jìn)的發(fā)展，從概念逐步落地。北京國氫中聯(lián)氫能科技研究院有限公司投研孵化中心主任張巖告訴《》記者，電解水制氫項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模攀升，制氫能源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步清潔化；多個國家開展化石能源制氫+CCUS試點(diǎn)，項(xiàng)目單體規(guī)模倍增。加氫站數(shù)量及氫燃料電池汽車保有量和銷售量穩(wěn)步增長；氫燃料電池機(jī)車和小型船舶正在探索示范應(yīng)用，大型船舶和航運(yùn)已開展了研發(fā)應(yīng)用。

氫能產(chǎn)業(yè)諸多問題待解

但總體來看，由于技術(shù)水平的限制，當(dāng)前我國氫能還處在發(fā)展的初期。中國能源研究會副秘書長兼節(jié)能減排中心主任王凡告訴《》記者，盡管氫能產(chǎn)業(yè)面對前所未有的機(jī)遇期，但也依然存在著不確定性?？傮w看，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，相較于國際先進(jìn)水平，仍存在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、技術(shù)裝備水平不高、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)性制度滯后、產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)和發(fā)展路徑尚需進(jìn)一步探索等問題和挑戰(zhàn)。未來，氫能與可再生能源、與新型電力系統(tǒng)等將緊密結(jié)合，成為助力“碳達(dá)峰、碳中和”的重要解決方案。

中國電科院技術(shù)戰(zhàn)略中心主任閆華光表示，國家對氫能發(fā)展有了定位，但從當(dāng)前現(xiàn)實(shí)來看，我國氫能產(chǎn)業(yè)還處在導(dǎo)入期，或者說是初級階段。關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)在近幾年發(fā)展較快，2025年我國氫能技術(shù)要進(jìn)入國際先進(jìn)水平行列。經(jīng)過十年的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入和孵化期，2030年后，隨著可再生能源發(fā)電成本下降、技術(shù)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，政策完善、標(biāo)準(zhǔn)體系完善等，氫能產(chǎn)業(yè)可能會有更大規(guī)模的發(fā)展。

閆華光直接指出了當(dāng)前氫能發(fā)展的四大挑戰(zhàn)：第一，目前氫能與電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展缺乏整體規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，氫能在新型電力系統(tǒng)應(yīng)用缺乏配套政策和機(jī)制的全方位支撐。第二，氫能裝備部分器件存在“卡脖子”問題，核心關(guān)鍵技術(shù)有待突破，電氫耦合技術(shù)研究還需進(jìn)一步加強(qiáng)，裝備研發(fā)與工程建設(shè)能力還有待進(jìn)一步提升。第三，綠氫生產(chǎn)成本較高，全壽命周期經(jīng)濟(jì)評價不健全，氫能產(chǎn)品性能、工程應(yīng)用的安全可靠性及經(jīng)濟(jì)性也需要進(jìn)一步提升。第四，電氫耦合標(biāo)準(zhǔn)體系有待完善，如何支撐與保障新型電力系統(tǒng)安全運(yùn)行還需進(jìn)一步研究。同時，氫在制取、儲運(yùn)和使用過程中存在一定的安全隱患，因此安全性是氫能推廣應(yīng)用的重要前提。

氫能如何同新型電力系統(tǒng)協(xié)同？

未來氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，離不開整個能源系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展。張巖表示，氫能的發(fā)展將遵循需求拉動供給的一般規(guī)律，其供需格局演變受產(chǎn)業(yè)布局演變、技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步、安全保障約束、資源統(tǒng)籌優(yōu)化等多方面因素驅(qū)動?！皡^(qū)域?yàn)橹鳌苯y(tǒng)籌發(fā)展、“大基地”規(guī)模化開發(fā)、“先立后破”逐步替代將是未來十年可再生氫發(fā)展的重要特征，最終實(shí)現(xiàn)氫能乃至整個能源系統(tǒng)的跨區(qū)域、跨品類統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)發(fā)展。

從長遠(yuǎn)來看，氫能同電力的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)需要同電力系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展。閆華光表示，氫能在很多年前和電力是兩條平行線，電力和氫能沒有相互交叉和融合的可能性。隨著國家雙碳目標(biāo)的提出，電-氫體系逐漸完善，對電力系統(tǒng)來說氫能混合會進(jìn)一步加強(qiáng)，需要從戰(zhàn)略上來考慮氫能未來在電力系統(tǒng)中的可能性。氫能發(fā)展原來主要是以煤制氫為主，和電力系統(tǒng)幾乎沒關(guān)系，但近些年大家對可再生能源電制氫非常樂觀。

氫能未來同新能源相結(jié)合，可以形成“電-氫協(xié)同新能源模式”。國網(wǎng)能源研究院能源互聯(lián)網(wǎng)研究所科室主任孔維政表示，在風(fēng)光資源豐富的西部北部地區(qū)大規(guī)模部署電制氫、儲氫、燃?xì)錂C(jī)組等設(shè)備，支撐新能源消納和送出。生產(chǎn)的氫氣既可供給本地用戶使用，也可通過燃?xì)錂C(jī)組再次發(fā)電，作為電化學(xué)儲能、抽水蓄能及調(diào)節(jié)電源的重要補(bǔ)充，保障電網(wǎng)外送功率的相對穩(wěn)定可控。

由于新能源具有波動性，氫能同電力系統(tǒng)相結(jié)合，可以起到調(diào)峰的作用?？拙S政介紹，在新能源資源豐富的源端，按照“相對平穩(wěn)、午間多送”的兩段式輸電方式進(jìn)行調(diào)峰。在受端，電制氫設(shè)備在午間輸電高峰段開機(jī)制氫，并將部分氫氣進(jìn)行存儲，在低谷時段儲氫向燃?xì)鈾C(jī)組供氫，燃?xì)錂C(jī)組再發(fā)電，等效實(shí)現(xiàn)源端向受端平穩(wěn)供電。

孔維政分析，電制氫可以作為高度可調(diào)節(jié)負(fù)荷，有效提升電力靈活性和安全性，促進(jìn)新能源消納利用。電制氫作為儲能、電源，電制氫可以與儲氫設(shè)備、燃?xì)錂C(jī)組或燃料電池相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)新能源的大規(guī)模、長時段存儲與轉(zhuǎn)換，有效保障新能源的可持續(xù)、大規(guī)模開發(fā)利用。通過電轉(zhuǎn)氫轉(zhuǎn)其他能源的形式，氫能將成為連接電力行業(yè)與其他終端消費(fèi)行業(yè)的重要媒介，有利于加強(qiáng)電網(wǎng)的能源樞紐作用，推動電力行業(yè)與工業(yè)、建筑、交通等行業(yè)的緊密耦合。