氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,也是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體。近年來,氫能被越來越多的國家關注並投入巨大熱情,已成為世界各國能源轉型和經濟發展的一抹亮色。根據黨的二十大報告指出,加快發展方式綠色轉型,推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。
2022年3月,中國國家發展改革委、國家能源局聯合發布《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》,明確了氫能產業的戰略定位和綠色低碳的發展方向。以綠色氫能推動新型能源體系建設,旨在促進中國可再生能源規模化高效利用、助力雙碳目標實現,為加快中國發展方式綠色轉型提供強勁動力。
黨的二十大報告提出,「積極穩妥推進碳達峰碳中和」「加快規劃建設新型能源體系」。建設新型能源體系內在地要求以「雙碳」為牽引。在一定程度上,新型能源體系應是氫電融合、多能互補的新體系,不僅要部署大基地的新能源集中外送,更要考慮如何就地消納。
新型能源體係要突出四個融合。一是化石能源與新能源融合。通過化石能源和新能源優化組合,循序漸進推動化石能源減量替代和減碳降碳,發揮煤電對新能源電力的基礎性和調節性作用。二是一次能源與二次能源融合。通過氫電耦合等方式,推動形成煤油氣、電熱氫等靈活轉換、多元互補的現代能源體系。三是集中式和分佈式融合。將大基地電力集中外送和分佈式利用、就地消納結合起來,實現新能源最大化利用。四是“源網荷儲”融合。深化電力體制改革,發展「源網荷儲」一體化的配電網絡,推動實現虛擬電廠、綜合智慧能源、分佈式電源等多元融合發展,促進新能源就地消納。
新型能源體系應具備以下特徵。第一,能源結構以綠色低碳能源為主,終端能源消費以電為主、氫電融合為輔。氫能可以通過儲能的形式增強風、光等不穩定新能源電源的穩定性,因此,新型能源體係要實現氫電融合、多能互補。第二,運行安全靈活可靠。運用數字化、智能化電網技術,夯實集中式輸電網絡安全基礎,大力發展智慧化分佈式能源,提高電力系統靈活性和可靠性。第三,科技創新引領發展,市場體系完備有效。深入推進綠色電力交易市場、碳排放權交易市場協同聯動,最大化兌現新能源綠色環保價值。
基於以上新型能源體系的特徵,可以看到作為清潔優質的二次能源氫能在建設新型能源體系中發揮著不可替代的作用。
目前,氫能綠色發展還面臨一些難點和問題,貫穿於製、儲、輸、用產業各個環節中。
首先,制氫過程「灰」氫如何變「綠」。目前,全球氫氣的生產製造仍以化石能源製氫為主,「綠氫」佔比較低。中國是世界最大的製氫國,但是可再生能源製氫佔比有待提高。由於碳捕捉與封存技術尚不成熟且成本偏高,近期無法與大規模煤製氫形成有效匹配,難以滿足「雙碳」要求。目前,可再生能源製氫有的難以適應風光電力的間歇性和波動性,有的技術尚未成熟,有待探索出大規模低成本綠氫技術路線。綠氫項目立項多但實際落地較少。
其次,儲氫和輸氫存在堵點。一方面,氫儲能是實現長周期、季節性儲能的重要選擇,也是中國氫能發展的重要目標。目前,各國尚未解決大規模跨季節儲能的技術、成本、商業模式等問題,很多儲氫項目處在實驗探索階段,氫儲能規模化和產業化應用仍然任重道遠。另一方面,輸氫存在運輸不通、供需不暢等問題。在一定程度上,「綠氫」生產和消費空間存在錯配。「綠氫」的生產更多分佈在風、光資源豐富的三北地區,而氫氣消費大多集中在東南沿海工業集聚地區,這客觀上要求儲運銜接供需。由於液化儲運核心技術有待突破,並且固態儲氫材料大多仍處於研發階段,輸氫成本較高。
此外,工業領域用氫潛力尚待釋放。中國氫能發展以交通領域作為先導,為氫能發展奠定了很好的產業基礎,據估計,超過80%的氫氣消費在工業領域,中國目前工業領域主要採用化石能源製氫,碳排放佔比高,工業領域是氫能脫碳的最大潛力所在,用氫潛力尚待進一步釋放,以提升需求對供給的牽引。
中國具有良好制氫基礎和大規模應用市場,氫能產業呈現積極發展態勢。加快氫能綠色發展,需解決好氫能產業發展各環節全過程中存在的難點堵點,以綠色氫能推動新型能源體系建設。對此,因注重標準強產業、多管齊下通儲運、規模化應用在工業、千方百計降成本,以及綜合施策推示範。
總體而言,發展綠色氫能,產業政策應關注綠色氫能在工業領域的應用。氫能是建設新型能源體係不可或缺的部分,要發揮好綠色氫能的引領帶動作用,為大基地新能源就地消納提供新方案,為大力發展清潔能源、實現碳達峰碳中和開闢新空間。