單一能源走向多能互補——氫電融合

 

氫電融合是實現100%可再生能源消納、100%零碳電力供給的重要手段。在促進可再生能源消納方面，制氫裝置功率運行范圍寬、功率變化率快，與可再生能源的快速波動特性非常匹配。將氫能與可再生能源耦合，可有效降低可再生能源對電網的沖擊，促進可再生能源消納。

 

我國《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》中提到“十四五”時期氫能產業創新應用示范工程中明確發電領域：結合增量配電改革和綜合能源服務試點，開展氫電融合的微電網示范，推動燃料電池熱電聯供應用實踐。鼓勵結合新建和改造通訊基站工程，開展氫燃料電池通信基站備用電源示范應用，并逐步在金融、醫院、學校、商業、工礦企業等領域引入氫燃料電池應用。

 

頂層設計高瞻遠矚，對氫電融合的微電網示范工程做出重要指示。作為世界上產氫量最大的氫氣生產國，我國未來能源體系勢必將以清潔能源為全面支撐，氫能將在電力系統中占有重要地位。

 

“構建以清潔能源為主體的新型電力系統”。我國風電光伏裝機量逐年遞增，氫能產業發展風口迅速來到，摒棄化石能源發電、構建新型儲能電網迫在眉睫。從發展現狀來看，我國是目前世界上加氫站建設數量最多的國家，“十四五”期間將規模化推廣的氫燃料電池汽車將有十幾萬輛，制氫項目不斷簽約落地……我國氫能產業正朝向積極趨勢發展。

 

然而不可忽視的是，我國仍需要攻破具體難關。成本與技術仍是掣肘氫能發展的兩大“門檻”，氫電結合既有助于電力消納和存儲，更將多能互補的優勢完美體現出來。

 

近日，國內首個氫電耦合中壓直流微網在浙江寧波投運，我國在氫電耦合技術上更進一步。

 

該項目是2020年國家重點研發計劃專項的配套示范工程，自2021年6月3日起正式啟動，2022年5月正式開工，歷史兩年。據悉，該示范工程將成為世界首個電-氫-熱-車耦合的±10千伏直流互聯系統，包含可再生能源發電總功率超過3兆瓦，制氫功率400千瓦，電池儲能總容量大于3兆瓦/3兆瓦時。該項目實現了氫產業全鏈條相關設備全部國產化，氫電轉換效率達到世界領先水平。

 

氫電融合是實現電能大規模、長時間存儲的重要方式，氫及衍生氣體可以在保證經濟性的條件下實現大規模長周期儲能，存儲規模從百千瓦到吉瓦，存儲時間從小時到季節，存儲特性與電化學儲能互補。通過構建電-抽蓄-氫耦合的混合儲能系統，可以實現全社會負荷從秒級到季節的輸出特性平移與優化，對于碳中和場景下全時段源荷能量平衡具有重要的意義。

 

 

氫能與電能的耦合，是解決“雙碳”問題的重要選擇。氫能產業鏈非常長、應用前景廣闊，它涉及上游的制氫、輸氫、儲氫、加氫，再到下游的用氫發電、供熱、交通等，它涉及的領域主要包括交通、發電、儲能、新型利用等。

 

能源產業正在由單一能源發力向多種能源互補結合轉變。氫能作為一種新型儲能方式，與電力耦合，實現氫電之間的靈活轉換。