專訪丨雷憲章：促進電與氫優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展
來源：《中國電力報》 時間：2024-10-15 12:30
促進電與氫優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展
——訪西南石油大學教授雷憲章
中國能源新聞網(wǎng)記者 蘇偉
隨著全球氣候問題日益嚴峻，氫能作為清潔、高效、可再生的新型能源，正受到越來越多的關注。我國《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》的發(fā)布，標志著氫能發(fā)展正式納入國家發(fā)展規(guī)劃，進入到全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的系統(tǒng)化全面平衡發(fā)展階段。在建設新型電力系統(tǒng)的過程中，如何讓氫能與電力系統(tǒng)深度耦合，讓氫能在新型電力系統(tǒng)的保供應、促消納中發(fā)揮重要作用？
在近日召開的第十一屆中國電力規(guī)劃發(fā)展論壇期間，中能傳媒記者帶著這些問題，采訪了在氫能領域深耕多年的德國國家工程院院士、西南石油大學教授雷憲章。
中能傳媒：在建設新型電力系統(tǒng)的過程中，很多專家都強調(diào)“電氫協(xié)同”，何謂電氫協(xié)同？電氫協(xié)同具備哪些潛力價值？
雷憲章：電氫協(xié)同是指在電力系統(tǒng)的運行過程中，通過電解水制氫、氫能儲存與利用等技術手段，實現(xiàn)電力與氫能的協(xié)同優(yōu)化與互補利用。電氫協(xié)同不僅涵蓋了電能的轉換、傳輸、分配和利用，還涉及氫能的制取、儲存、運輸和應用等全過程。
新型電力系統(tǒng)的研究與建設面臨氣候變化、技術空白等諸多挑戰(zhàn)，實現(xiàn)源側清潔化、網(wǎng)側靈活化、荷側電氣化是電力能源實現(xiàn)碳達峰的關鍵技術途徑。在新型電力系統(tǒng)中，從“源—網(wǎng)—荷”的視角來看，以電網(wǎng)輸送和消納新能源電力為主，“源—網(wǎng)—荷”各環(huán)節(jié)生產(chǎn)和利用氫能（包括氫基能源）為輔的電氫耦合協(xié)同模式，能夠保證綠色能源安全供應和消費。新能源發(fā)電多的時候，可以通過“電—氫”轉化，制成氫儲存起來；等到新能源發(fā)電不足時，再通過“氫—電”轉化，進行電能供應。假設去年我國的風光棄電能夠全部用于制氫，則可以生產(chǎn)出64萬噸綠氫，約占全球氫能產(chǎn)量6300萬噸的1%。
在氫發(fā)電方面，芬蘭推出了世界首套大型100%氫動力的內(nèi)燃發(fā)電機組，利用大型風光基地無法消納的棄電就地制氫，在新能源發(fā)電不足時發(fā)電，已取得成功。
另外，燃煤電站摻氫燃燒發(fā)電、燃氣電站摻氫或摻氨（氫基能源）燃燒發(fā)電，現(xiàn)在也走進了人們的視野，逐漸進入了商業(yè)化應用階段。
中能傳媒：新型電力系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是具有間歇性和波動性的高比例可再生能源與剛性負荷之間的矛盾。電氫耦合協(xié)調(diào)對保證新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定能起到什么作用？
雷憲章：新能源發(fā)電的波動性、間歇性要求電力系統(tǒng)必須具備靈活性，通過電氫協(xié)同發(fā)展，可以實現(xiàn)能源生產(chǎn)、儲存、轉化、應用等多層面應用，有效實現(xiàn)平抑新能源波動，支撐新型電力系統(tǒng)建設。
電解水制氫作為柔性負荷，可實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模消納。氫燃料電池、氫燃機、燃煤或燃氣電站摻氫或摻氨燃燒發(fā)電，都可以作為靈活性電源，為新型電力系統(tǒng)的電力電量平衡和安全穩(wěn)定運行提供新的調(diào)節(jié)手段。
除此之外，氫氣和氫基能源可通過管道進行長距離輸送，可以作為特高壓電力輸送的一種有效補充。目前，全國已經(jīng)有大量的在用輸送管道，長輸管道里程已經(jīng)超過4200千米。如果能夠用現(xiàn)有的管道進行輸送，可以節(jié)省大量的投資，提高基礎設施的利用率。
另外，不同時段的負荷平衡要求不同的儲能技術。只有當以新能源為主體的電源在全時域儲能技術的支撐下轉換為穩(wěn)定電源后，才能逐步淘汰燃煤電廠，實現(xiàn)新型電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。氫基能源可與電、熱安全高效地互相轉化，是一種比較理想的跨日、月、季節(jié)的長時儲能形式。
中能傳媒：在電氫協(xié)同方面，未來技術創(chuàng)新的重點在哪里？
雷憲章：電氫協(xié)同涉及電氣、材料、化工、機械、控制等多個專業(yè)，上下游產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)多、學科交叉性強，統(tǒng)一協(xié)調(diào)難度大，且不同行業(yè)不同領域存在多重管轄，多利益主體對電氫協(xié)同相關系統(tǒng)及設備在技術指標、控制參數(shù)、優(yōu)化目標等方面有著不同理解和訴求，亟待以標準為紐帶，打破專業(yè)行業(yè)壁壘，推進行業(yè)整體發(fā)展。
“雙碳”目標下，新能源制氫（綠氫）是未來氫能發(fā)展的起始環(huán)節(jié)和關鍵環(huán)節(jié)。只有新能源電解水制氫規(guī)模的逐步擴大，才能使氫能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度耦合。
在技術層面，要提升綠電制氫的經(jīng)濟性，加快電解水制氫技術的優(yōu)化與創(chuàng)新。目前，綠電制氫的各種技術成本居高不下，有的還需要使用貴金屬，并且受國外技術和材料的封鎖，這一現(xiàn)狀亟待改變。另外，應加快綠氫儲存與運輸技術的突破，加快氫能應用領域的發(fā)展。在政策層面，要建立電—氫協(xié)同的機制，特別在基礎設施層面，要促進電力系統(tǒng)與氫能系統(tǒng)更好地優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展。
責任編輯：王萍
