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氢电耦合系统发展走向多元化

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为充分发挥氢能助力能源绿色低碳转型、支撑实现碳达峰碳中和目标的重要作用,源端通过可再生能源电解水制取清洁低碳氢已经成为行业共识,用户端电能和氢能的互补协同应用也成为能源利用的重要途径之一。未来,氢能与电能的发展将紧密相关、协调互补,氢电耦合系统正成为重要发展趋势。

 

应用场景多元 科学构建是关键

根据氢能和电能生产、储存、输送、使用的多个环节,氢电耦合系统可组合为三大类典型耦合应用场景。

一是可再生能源电解水制氢及就近综合利用耦合场景。其一在可再生能源资源丰富且当地氢能需求较大地区,设立可再生能源电解水制氢专区,制取的氢作为原料或者燃料就近利用,应用场景包括石化、化工、交通、电力等应用,例如,张家口近年来大力发展可再生能源制氢,在北京冬奥会期间为交通用氢提供保障。其二用户端氢电互补应用耦合场景,即通过氢能和电能的协同支撑,满足用户多样化、低成本、高可靠性用能需求,例如,山东省正在牵头开展的“氢进万家”科技示范项目。

二是氢储能场景,即在可再生能源资源丰富且电网大规模、长周期、灵活性调节需求较大地区,设立可再生能源电解水制氢专区,结合氢能存储和氢能发电技术,通过电-氢-电的转换技术,发挥氢能长周期、大容量储能优势。

三是能源远距离运输耦合场景,即针对可再生能源丰富地区和氢能需求端逆向分布的特点,综合论证输电与输氢的技术经济性,实现新能源发电与氢能需求匹配的场景。这既包括在可再生能源资源丰富地区设立制氢专区,采用氢能输运技术,满足远端用户侧用氢需求的场景;也包括将可再生能源发电远距离输到用户侧,通过用户侧电解水制氢,满足远端用户侧多元化用氢和用电等能源需求。

科学构建氢电耦合系统是实现氢能和电能协调互补优势的关键。需结合用户需求,统筹资源条件和基础设施情况,深入系统开展技术经济论证,因地制宜推进工程实践。

一是将氢电耦合系统发展与能源绿色低碳发展目标相结合。坚持目标导向,将是否有利于推动绿色低碳发展作为发展氢电耦合系统的目标和检验标准,从是否有利于节能、减排、提效、减碳的角度分析论证发展氢电系统的必要性。

二是将氢电耦合系统发展与能源布局和区域协调发展相结合。以满足能源需求为导向,将氢电耦合系统发展与地方能源布局和不同区域协调互济发展相结合,因地制宜,宜电则电、宜氢则氢、氢电协同,为解决能源供给和需求的逆向分配矛盾提供新的解决方案。

三是将氢电耦合系统发展与科技创新能力相结合。氢能作为战略性新兴产业,尚有很多技术装备难题需要攻关,在产业布局过程中,需要持续提升科技自立自强能力,科学判断氢电耦合系统关键技术装备的自主化水平和攻关能力,避免将国内市场变为国外技术装备的试验场。

四是将氢电耦合系统发展与可持续发展能力相结合。坚持系统思维,将定性分析和定量分析相结合,统筹氢能制储输运和电能发输配用全链条,算好氢电耦合系统的综合账、长远账和经济账,以安全、经济为基础,推进氢电耦合系统稳步持续健康发展。

推进氢能和电能协同有序发展

当前,我国氢能产业仍处于起步期,能源转型将加快氢能技术和产业的发展步伐。在这个过程中,氢电耦合系统的发展路径将不断演化,并向着多元化方向发展。对此,提出以下四方面建议:

一是科学研究,明确发展路线。建议进一步以国家氢能规划为纲领和指引,深入研究我国氢能产业发展的路线图,尤其是将氢电耦合系统纳入氢能发展全局进行部署,构建促进氢电耦合系统科学发展的产业体系,制定更加详细的技术和经济指标目标,分阶段、有序推动氢能和电能产业协同发展。

二是标准先行,健全标准体系。建议尽快构建满足氢电耦合系统发展的相关标准体系,健全规划设计、建设运行、验收评价、经济分析等全过程标准,逐步解决标准滞后问题,夯实技术基础,推进国标、行标、团标协同发展,并依托典型工程开展先进标准应用和示范。

三是稳慎有序,推动试点示范。加强国家级-省级-项目级规划的统筹衔接,以系统思维对具体问题进行具体分析。建议在全国氢能资源丰富、应用场景明确、基础设施较好的地区先行先试,以需求牵引带动可再生能源电解水制氢规模化、低成本发展,示范开展技术创新、模式创新,为全国的政策、法规、模式等的制定提供样板和借鉴。

四是超前部署,推动技术攻关。围绕制约氢电耦合系统发展的具体问题超前部署、集中攻关,提高可再生能源电解水制氢、燃料电池、掺氢燃机、大规模储氢、长距离输氢等技术装备水平;运用系统思维破解发展问题,提升系统规划设计能力,从技术研发、装备制造、系统优化、协同控制的全流程进行攻关,提高生产能力和生产效率。

编辑:敬之

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