风光储氢一体化完善未来能源体系

□ 吴昊

 

日前在上海召开的SNEC第八届（2023）国际储能技术和装备及应用大会上，全球绿色能源理事会主席朱共山指出，在全球共同迈向“碳中和”、中国推出“双碳”目标、加速构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下，“风光储氢”有着光明的发展前景。

随着实现“双碳”目标和保障能源安全日益成为能源行业转型和发展的重要使命，持续加快风电、光伏发电等新能源发展，同时着力布局储能、氢能，促进清洁能源在源端的消纳和在终端的消费利用，正在成为行业发展的重要方向，未来能源体系将在一系列“拼图”中日趋完善。

能源体系完善“拼图”

面对“双碳”目标和能源安全需求，构建新型电力系统是能源行业的重要使命。据全球能源互联网发展合作组织气变环境处处长杨方介绍，电力行业的排放占全社会排放的40%，构建新型电力系统，首先要解决自身的排放问题。在此基础上，还要通过直接电能替代和间接电能替代，帮助其他行业脱碳，实现碳中和的目标。

与此同时，电力系统还要保障能源安全。杨方指出，未来，全社会电气化率将达到70%，能源安全在很大程度上取决于电力安全，特别是在高比例可再生能源发展的条件下。此外，她还表示，新型电力系统的“新”蕴含着新技术、新产业、新布局、新业态，比如绿氢、智能电网、特高压输电、储能等，将会对我国乃至全球的经济发展带来重大影响。

在中国电力科学研究院新能源中心太阳能检测室技术主管李红涛看来，要实现“双碳”目标，大力发展以风电、光伏为主的新能源，是一个关键举措。我国新能源经过十几年的迅猛发展，已成为第二大电源。但我国新能源发展存在时间和空间分布的不匹配问题。

具体而言，我国风电和光伏的装机大部分都集中在三北地区，即西北、华北和东北，但负荷中心主要是在华东和华南，并且新能源发电的随机性和波动性较大，从而造成了新能源的消纳等问题。李红涛认为，通过电解水制氢，将能源暂时以氢气或者氢化合物存储起来，是解决新能源消纳问题的途径之一。

在能源转型新趋势下，通过新能源和储能、氢能等多种能源的互补，完善能源体系的“拼图”，正变得日益重要。“新能源产业是能源转型的主力军，将赋能千行百业走向绿色低碳之路。”朱共山表示，随着新能源的技术持续提高、成本不断降低，新能源的装备和应用得到了快速发展，云网荷储一体化、风光储氢一体化，成为根本趋势。不同的新能源形态之间你中有我，我中有你，交互发展，耦合成群。

储能发展“百花齐放”

在未来的新型电力系统中，储能将是重要组成部分。“实现碳达峰碳中和，构建新型电力系统是关键，而储能是新型电力系统的压舱石。”朱共山表示，当下，科技已经垂直贯穿于材料、制造与应用三大环节，储能全产业链正在迭代升级，需要通过材料端革命带动制造端革命，催生应用端多元化生态场景，让行业实现高质量健康发展。

在朱共山看来，新型电力系统为新型储能打开广阔空间，储能将重塑电力系统“多端互动、超级融合”的物理形态。他指出，2023年上半年，储能产业呈现爆发之势。行业正步入升级赛“拐点”，从强制配储到容量租赁，独立共享储能或将成为行业新生态。预计到2025年，中国新型储能装机量将达到累计3000万千瓦；到2030年，中国新型储能产业规模将接近3万亿元。

据了解，储能行业目前存在多种技术路线，从抽水蓄能到压缩空气、电化学、熔盐储热等不同技术都有着不同的优势。朱共山认为，当前，储能技术路线百花齐放、竞相发展，不同技术路线虽然各有侧重，但均是围绕长寿命、低成本、高安全的诉求展开科技竞赛。他还强调，“光伏平价的下一站是储能平价、光储同寿、光氢平价，唯有专业方能生存。”

对于储能的多样化技术路线，天能控股集团副总裁、储能事业部总裁王团维表示，不同的储能技术对应着不同的应用场景。他指出，未来电力系统中，储能在电源侧、电网侧和用户侧，都将发挥重要作用，可以助力灵活调度，保持电网的安全稳定。

王团维认为，储能主要看两个方面：一是时间问题，即存储多长时间；二是看存储量。目前，电化学领域主要有磷酸铁锂电池，在新型储能中占比达90%以上，但传统储能和新型储能加起来，抽水蓄能依然占到80%以上。未来，随着“西氢东送”、氢电耦合的实现，储能和能源的结构将发生巨大变化。

电氢协同将成“核心”

作为一种清洁低碳，并具有长时储能优势的二次能源，氢能在未来能源体系中的作用不言而喻。中国可再生能源学会副理事长蒋利军指出，为应对气候变化挑战，发展氢能已经成为全球共识，目前氢能定位和作用日趋清晰，绿氢不仅仅是交通的部分替代燃料，也是构建低碳产业体系的基石。

蒋利军表示，近几年，在“双碳”目标驱动下，我国氢能迎来了前所未有的发展新机遇。他指出，目前，我国已累计建成加氢站400余座，其中在营的有280座，位居世界首位；燃料电池汽车累计保有量已经超过了1.3万多辆，位居世界第三。2022年，我国绿氢项目装机容量达到了800多兆瓦，占全球的33%，目前全国公布的绿氢项目已经达到60多个，并将在2025年前后达产。

“未来的电力系统中，绿氢和绿电的转化是非常有价值的，绿电制氢是重要的调节性负荷，而氢氨发电又是多尺度的调节性电源。”杨方表示，未来，绿电和绿氢将是终端能源使用的主要形式，而两种能源开发同源、应用互补，可以相互转化，这种相互转化是具有跨领域协同价值的。

杨方认为，电氢协同是新型能源体系的核心组成部分，构成了实现碳中和的基本盘，对于新型电力系统而言，氢能将是提供灵活性电源的重要来源。她强调，在整个新型电力系统的规划过程中，要把氢能发展摆在一个非常重要的位置，使其与电力系统整体协同发展。

基于氢能在未来能源系统中的重要地位，其发展前景被业内普遍看好。李红涛预计，到2025年，各类氢的需求将达到约8500万吨，2030年将达到近1亿吨，同时，绿氢的供应能力将每年持续提升。他还表示，新能源度电成本的下降，成为绿氢发展的一个最关键因素，随着可再生能源度电成本的下降，绿氢成本也将快速下降。预计2030年，绿氢成本将降至每公斤15元，其占比也将提升15%。