摘要

 

氫是可儲存、可移動、能控制的二次清潔能源，是理想的電力能源載體。把氫作為能源進行開發(fā)利用，是應對全球氣候變化、保障國家能源安全、實現(xiàn)全社會低碳轉(zhuǎn)型的重要手段。作為重要的溫室氣體排放行業(yè)，電力行業(yè)尤其是發(fā)電行業(yè)，應盡快發(fā)展包括氫能在內(nèi)的新型能源應用，實現(xiàn)行業(yè)的能源零碳轉(zhuǎn)型。為此，根據(jù)“雙碳”目標要求，分析了我國電力行業(yè)氫能應用現(xiàn)狀，提出了當前氫能應用存在的主要問題。借鑒國際主要氫能國家電力應用發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合“再電氣化”要求，從法規(guī)制定、政策支持、金融創(chuàng)新以及電力行業(yè)場景應用等角度為氫能電力應用提出發(fā)展建議，即“十四五”期間電力企業(yè)應做好氫能發(fā)展技術(shù)儲備，抓住行業(yè)發(fā)展機會，積極推動電力系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型升級。

 

 

根據(jù)國際能源署預測，2050年全球的氫能應用總量預計將占到能源消費結(jié)構(gòu)總量的20%，相當于每年替換熱值為78 EJ的化石燃料，對應將每年減少 6 Gt的CO2排放量，相當于2019年全球排放量的18%。由此可見，氫能替代化石燃料對于實現(xiàn)全球經(jīng)濟脫碳轉(zhuǎn)型作用顯著。

 

電力行業(yè)尤其是發(fā)電行業(yè)，是重要的溫室氣體排放領域。我國作為全球最大的煤電國家，推動電力行業(yè)能源轉(zhuǎn)型對于未來實現(xiàn)“雙碳”目標和社會的綠色低碳發(fā)展非常關鍵。因此，積極推動電力行業(yè)的控煤和去煤，推動對氫能等新型可再生能源發(fā)電資源的替代應用試點研究，是我國電力行業(yè)發(fā)展新型電力系統(tǒng)的重點。未來隨著風、光為主的可再生能源建設項目大規(guī)模開展，電解制綠氫將會成為氫能的主要來源。屆時，氫能將會作為發(fā)電、儲能和實現(xiàn)不同能源間大范圍、多品種、大規(guī)模互聯(lián)互補的重要新型綠色能源。

 

本文通過總結(jié)分析國內(nèi)外氫能電力應用發(fā)展現(xiàn)狀，從電力企業(yè)角度出發(fā)，展望氫能在電力行業(yè)應用前景，借鑒國外氫能發(fā)展經(jīng)驗，針對目前我國電力行業(yè)氫能發(fā)展存在的問題提出建議，以期推動電力行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。

 

 

我國作為全球第一大產(chǎn)氫大國，具備良好的氫工業(yè)發(fā)展基礎，擁有較為成熟的氫產(chǎn)品應用經(jīng)驗。目前，我國在制氫、燃料電池以及燃氫汽車等方面均有較好的應用研究成果，2020年氫產(chǎn)量和消費量均突破2500萬t。隨著通信、能源管理技術(shù)的進步，以及“雙碳”目標的持續(xù)推進，氫勢必會成為未來理想的清潔能源或能源載體，實現(xiàn)跨季節(jié)和跨地區(qū)動態(tài)儲能，以及電力系統(tǒng)的能源替代，全面推動電力系統(tǒng)的零碳轉(zhuǎn)型。

 

1.1 氫儲能系統(tǒng)應用

 

氫是能儲存百吉瓦時以上，可適用于極短或極長時間供電的儲能介質(zhì)，具有大規(guī)模儲能能力的新型能源載體。與其他儲能方式相比，氫儲能具有以下優(yōu)勢：

 

1）氫可與電通過電解水和燃料電池技術(shù)實現(xiàn)高效可逆轉(zhuǎn)換；

 

2）單位質(zhì)量氫能的能量密度高；

 

3）具有成比例放大到電網(wǎng)進行大規(guī)模應用的潛力；

 

4）氫可以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的形式進行長久儲存和運輸，非常適合與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)進行儲能配套。

 

從其優(yōu)勢可見，氫能非常適合應用在分布式發(fā)電儲能配套系統(tǒng)上，如大型風電、光伏的儲能配套，水電站的儲能配套，以及偏遠地區(qū)的可再生能源就地消納配套等電力領域的應用。通過氫電耦合實現(xiàn)跨季節(jié)、跨區(qū)域調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換、儲能以及互聯(lián)互補，解決區(qū)域間歇性能源供求不匹配的問題，降低可再生能源給電網(wǎng)帶來的沖擊。

 

2020 年 8 月，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《關于開展“風光水火儲一體化”“源網(wǎng)荷儲一體化”的指導意見(征求意見稿)》，提出要提高輸電通道利用效率、電力需求響應能力，挖掘新能源消納能力，發(fā)揮我國電網(wǎng)基建優(yōu)勢，通過“西電東送”“北電南送”特高壓通道，將三北地區(qū)的低負荷清潔能源輸送到需求端，通過電解制氫儲能，再變氫能輸送為電能輸送，解決可再生能源消納和氫儲運面臨的技術(shù)、成本、安全等難題。當前相關電力企業(yè)正依托烏蘭察布風電基地項目，實施“蒙電進京、谷電制氫、用氫示范”，為京津冀地區(qū)提供氫氣保障，可預見“十四五”氫能作為重要的電力能源載體將會迎來重要的發(fā)展機遇。

 

1.2 燃料電池發(fā)電應用

 

燃料電池可將氫的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，是氫能利用的主流技術(shù)之一。根據(jù)不同工作溫度和不同電解質(zhì)材料，氫燃料電池分為中低溫條件下質(zhì)子交換膜燃料電池 (proton exchange membrane fuel cell， PEMFC)、堿性燃料電池(alkaline fuel cell， AFC)和磷酸燃料電池(phosphoric acid fuel cell，PAFC)。此外，還有在高溫工況下工作的熔融碳酸鹽燃料電池(molten carbonate fuel cell，MCFC)和固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell，SOFC)。表1列出了主要的燃料電池特性和應用場景。

 

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從表1可以看出，PEMFC具有低溫運行、快速啟動特性，是理想的分布式燃氫電源。通過配套氫儲能應用，在風光資源豐富但無法并網(wǎng)發(fā)電時，系統(tǒng)就地制儲氫，實現(xiàn)跨季節(jié)、跨地區(qū)動態(tài)儲能，減少可再生能源發(fā)電間歇性、波動性帶來的沖擊，提高系統(tǒng)靈活性。

 

MCFC和SOFC常規(guī)的裝機容量相對較大，對燃料品質(zhì)要求相對較低，發(fā)電效率則高達60%，且這2種燃料電池在常規(guī)情況下運行溫度均超過600 ℃，適合使用熱電聯(lián)技術(shù)。在同等裝機規(guī)模下，固體燃料電池可接近于傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組作用，作為備用或離網(wǎng)分布式電源系統(tǒng)，為偏遠易停電地區(qū)的關鍵設施(如醫(yī)院、通信基礎設施等)提供靈活的供電保障。同時，氫燃料電池還能與電力、熱力等能源品種實現(xiàn)互聯(lián)互補，為建筑和居民社區(qū)提供供熱與供電服務，達到系統(tǒng)綜合能效最大化的目的。

 

1.3 燃料替代應用

 

氫能也是傳統(tǒng)電廠實現(xiàn)碳中和、零碳排放的理想燃料之一。目前燃氣輪機的主要燃料是天然氣，1kW CO2排放當量相當于標煤的一半左右，溫室氣體排放顯著。在發(fā)展新型電力系統(tǒng)、利用更多可再生能源的要求下，燃氣輪機的氫能替代也將是實現(xiàn)“3060”發(fā)電企業(yè)脫碳發(fā)展的一個重要技術(shù)路徑。采用混氫天然氣可以改善燃氣輪機燃燒室的燃燒穩(wěn)定性及聲學情況，同時降低廢氣排放量，減少化石燃料消耗和達到減排的目的。根據(jù)中摻氫燃燒實驗，向甲烷/空氣混合物摻入氫氣能夠增加 OH 自由基的濃度，提高火焰的穩(wěn)定性、降低 CO 含量，并通過反應控制可有效降低氮氧化合物的形成。

 

現(xiàn)階段全球主要的燃氣輪機廠家已相繼開展燃氣輪機的摻氫改造，改造后項目摻氫率可達到5%左右。同時，燃氣輪機廠商也積極開展燃氫機組的研發(fā)工作，西門子和通用電氣均在氫能燃氣輪機方面投入研發(fā)并形成相關產(chǎn)品。例如，西門子SGT系列配有干式低排(dry low emission，DLE)燃燒器的重型燃氣輪機(E級以上)，摻氫率可達 30% 左右，而部分配備濕式低排(wet low emission，WLE)燃燒器的工業(yè)燃氣輪機和航改機則可達100%的摻氫率。

 

此外，綠氫制氨或合成甲醇也被視為實現(xiàn)凈零排放的新一代燃料。通過綠氫制氨與煤粉共燃，替代部分燃煤，或使用氫合成甲醇替代分布式燃機柴油應用，可以有效降低傳統(tǒng)化石燃料的碳排放強度。目前，日本已經(jīng)開始摻氨發(fā)電，預計到2030年利用氨與煤混燃，替代20%的燃煤，相應減少4 000萬t溫室氣體排放，占日本當前電力排放的10%以上，可預見氫合成燃料對電廠脫碳發(fā)展意義重大，未來將有可能成為新型電力系統(tǒng)中重要的燃料組成。

 

 

目前我國電力行業(yè)的氫能脫碳應用暫處于初期發(fā)展階段，行業(yè)發(fā)展面臨問題較多，通過綜合分析氫能發(fā)展的5大問題10個方面可知，電力行業(yè)氫能發(fā)展應用主要存在以下問題。

 

2.1 缺少國家頂層設計，行業(yè)應用發(fā)展緩慢

 

目前，我國在氫能發(fā)展方面缺乏頂層設計與規(guī)范。國家尚未建立氫能行業(yè)發(fā)展主管部門，未出臺氫能總體規(guī)劃和技術(shù)發(fā)展路線，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向不夠明確。有關氫能的專項法規(guī)體系也尚未建立健全，雖然新版能源法提及要體現(xiàn)氫的能源屬性，但目前氫氣仍從屬于化學品，未被明確列入能源范疇，以致氫在行業(yè)發(fā)展應用方面存在諸多限制。

 

再則，由于氫能發(fā)展缺少統(tǒng)一的規(guī)劃，在生產(chǎn)、儲運和應用等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)不協(xié)調(diào)矛盾比較突出，例如，當前主要集中在制氫和燃料電池環(huán)節(jié)，而氫能儲運技術(shù)儲備不足，電力行業(yè)應用也相對缺失。同時，氫能產(chǎn)業(yè)缺少相應的行業(yè)政策引導和市場培育機制，產(chǎn)業(yè)鏈相關的專業(yè)知識儲備有限，產(chǎn)業(yè)發(fā)展更多地集中在制氫和燃料電池產(chǎn)品研發(fā)方面，行業(yè)應用的深度和廣度方面均不夠成熟，作為二次清潔能源在電力行業(yè)應用方面推進緩慢。

 

2.2 缺少核心技術(shù)與設備，技術(shù)降本不可控

 

雖然我國燃料電池國產(chǎn)化進程正在加快，在氫能全產(chǎn)業(yè)鏈有所布局，甚至在某些方面已達到國際領先水平，但由于缺乏核心技術(shù)，氫能大規(guī)模推廣應用暫不具經(jīng)濟可行性，技術(shù)降本路徑依然不可控。

 

具體來說，在制氫核心組件和制備工藝方面與國際水平存在較大差距，如質(zhì)子交換膜(proton exchange membrane，PEM)電解槽、膜電極、雙極板、空壓機、氫循環(huán)泵等設備和部件與國際主流技術(shù)存在一定差距。同時一些關鍵材料(如催化劑、PEM 和碳紙等)暫時也要依賴進口，由于國際壟斷價格較高，目前平均綠電制氫成本昂貴，非常不利于通過大規(guī)模普及綠電制綠氫的方式來推動能源的綠色轉(zhuǎn)型，極大地影響電力行業(yè)的氫能發(fā)展應用。

 

另外，由于國內(nèi)沒有統(tǒng)一規(guī)劃，氫能發(fā)展同質(zhì)化問題嚴重，差異性和互補性不夠，所設計研發(fā)產(chǎn)品主要依靠政府和國企通過科技項目的方式進行消化，缺少可持續(xù)的商業(yè)化模式，嚴重影響氫能應用在電力行業(yè)大規(guī)模地推廣布局。

 

2.3 電力行業(yè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈配套不足

 

在電力行業(yè)發(fā)展可再生資源發(fā)電制氫方面存在下游產(chǎn)業(yè)配套問題。首先，具備可再生發(fā)電資源的地區(qū)往往缺少下游用氫產(chǎn)業(yè)，導致綠電所制氫氣需要通過儲運設備進行儲存和外運，綠電制氫的整體經(jīng)濟性不高。

 

其次，對比油氣行業(yè)，電力行業(yè)氫能應用在儲運設備和技術(shù)的儲備方面明顯不足，缺少成熟的儲運經(jīng)驗和基礎設施資源。例如，目前氫能在儲運環(huán)節(jié)上產(chǎn)業(yè)配套不足，國產(chǎn)氫儲運產(chǎn)品設備在技術(shù)上相對落后，目前國內(nèi)對于高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)僅掌握 35 MPa儲氣，而 70 MPa儲氣主要依賴技術(shù)引進，國產(chǎn)技術(shù)有待突破。

 

最后，相對于油氣而言，氫能缺少油氣儲運的輸送管道、場站和網(wǎng)絡等基礎設施，單位儲運能力與天然氣差距巨大，儲運費用昂貴。目前氫能的儲運費用大致占到氫能總體成本的一半左右，這嚴重制約了可再生資源發(fā)電制氫實現(xiàn)跨區(qū)域、跨季節(jié)儲能的發(fā)展。

 

2.4 氫電技術(shù)應用推進緩慢

 

氫能作為非常有前景的清潔燃料，在國內(nèi)的燃料替代應用目前仍處于實驗階段，其主要原因如下：一是在燃料電池方面，產(chǎn)品技術(shù)成熟度還不夠，目前還達不到替代火電或燃氣機組并網(wǎng)發(fā)電的能力，綜合經(jīng)濟性差；二是在燃氣輪機燃料替代應用方面，國內(nèi)在役的主力燃氣輪機及配件均由國際廠家生產(chǎn)制造，但由于我國并不掌握核心關鍵技術(shù)，更多地要依靠主機原廠提供技術(shù)和設備材料，在壽命期內(nèi)進行摻氫改造的整體經(jīng)濟性差。

 

同時，我國也尚未掌握大型燃氣輪機的核心技術(shù)，在燃氫型燃氣輪機研發(fā)方面遠遠落后于國際廠家，市場主要的燃氫型燃氣輪機均為國際廠家設計研發(fā)，并且大部分在役機組還有很長的壽命。以北京現(xiàn)役燃氣電廠為例，14座現(xiàn)役燃氣電廠所配置的燃機均由國際廠家生產(chǎn)，按常規(guī)設計壽命30年計算(不考慮延壽情況)，最早在2000年左右服役的燃氣輪機剩余壽命仍超過10年，因此現(xiàn)階段通過新型燃氫輪機替代現(xiàn)有燃氣輪機的方案，其經(jīng)濟性和性價比不高。

 

同樣，目前在壽命期內(nèi)對現(xiàn)有煤電進行摻氨等氫化物的燃料替代改造，在缺少相應補貼機制的前提下，方案也將缺乏整體經(jīng)濟性，不適合在短期內(nèi)進行推廣應用。

 

除了以上這些因素影響到氫電技術(shù)在國內(nèi)發(fā)電端的推廣應用，目前儲能方面也因核心技術(shù)問題制約著氫能在電力行業(yè)的大規(guī)劃應用。具體來說，雖然氫電耦合儲能技術(shù)在應對電網(wǎng)大規(guī)模儲能和長周期調(diào)節(jié)需求下，相對電池儲能更具經(jīng)濟性，但由于我國目前尚未掌握核心技術(shù)，且在相關的制氫儲氫關鍵性設備上尚不能實現(xiàn)自主研發(fā)，客觀上嚴重制約了氫電耦合技術(shù)的降本發(fā)展。同時，高昂的技術(shù)引進成本也提高了氫電耦合項目的綜合投資成本，制約了當前氫能在電力系統(tǒng)的應用和推廣。

 

2021年7月，國家發(fā)改委正式發(fā)布《國家能源局關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，提出要推動新型儲能發(fā)展。《意見》旨在推動能源綠色轉(zhuǎn)型的同時增強電力系統(tǒng)的可靠性和靈活性，而探索儲氫則被歸為本次意見要開展研究的重點內(nèi)容。未來通過出臺補貼扶植政策，鼓勵和引導社會資本參與相關技術(shù)和設備的研發(fā)投入，將會加速推進氫能在電力行業(yè)的推廣和應用。

 

 

根據(jù)相關資料，2020年占世界GDP總量70%的18個國家均已制定國家級氫能發(fā)展戰(zhàn)略，世界主要經(jīng)濟體國家和地區(qū)在氫能的電力行業(yè)應用發(fā)展方面已處于世界領先水平。

 

3.1 德國氫能發(fā)展

 

德國是歐盟成員國發(fā)展氫能應用最快的國家之一，2020年6月，德國政府成立國家氫能委員會，成員由內(nèi)閣任命，力主國家氫能發(fā)展，并推出具有里程碑意義的全球首個國家氫能戰(zhàn)略，即《德國國家氫能戰(zhàn)略》，明確可再生能源是唯一可持續(xù)的制氫發(fā)展方向，通過制定國家級頂層氫能戰(zhàn)略推動國家全面脫碳。在國家氫能戰(zhàn)略的指引下，德國圍繞深度脫碳，制定相關的法律法規(guī)體系，出臺財政支持鼓勵政策，促進能源轉(zhuǎn)型，并創(chuàng)新性地提出電力多元化轉(zhuǎn)換(Power-to-X)理念，積極探索氫能在電力行業(yè)的綜合應用。

 

同時，德國又與荷蘭等國開展深度合作，重點開展氫能產(chǎn)業(yè)下游應用配套建設，其中包括：積極推動天然氣管道摻氫技術(shù)發(fā)展；建設氫與天然氣混合燃氣(hydrogen and compressed natural gas，HCNG)供應管道網(wǎng)絡進行氫能儲運；同時依托本國西門子等在燃氣輪機方面具有技術(shù)優(yōu)勢的公司，開展天然氣摻氫熱電聯(lián)產(chǎn)示范項目，利用管輸網(wǎng)絡和氫電技術(shù)解決氫能消納問題。

 

截至2019年，德國已有在建和運行的“P-to-G”(可再生能源制氫+天然氣管道摻氫)示范項目達50多項，裝機總規(guī)模超過55 MW。2020 年，德國漢堡成功改造全球首個100%氫氣運行的兆瓦級大型燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，以氫為燃料為本地區(qū)居民和建筑提供供暖與電力服務。

 

德國這種通過制定國家級氫能發(fā)展戰(zhàn)略，鼓勵推動發(fā)展“Power-to-X”制氫技術(shù)，并與其他國家開展國際合作，研發(fā)管道混氫技術(shù)進行氫能儲運，同時又充分利用在燃氣輪機方面的技術(shù)優(yōu)勢，大力發(fā)展基于氫燃氣輪機的熱電聯(lián)產(chǎn)應用的國家氫能方式，值得我國學習和借鑒。

 

3.2 日本氫能發(fā)展

 

日本是最早開發(fā)氫能應用的國家之一，自2014 年先后制定《第四次能源基本計劃》《氫能基本戰(zhàn)略》《第五次能源基本計劃》《氫能與燃料電池路線圖》等多項國家戰(zhàn)略規(guī)劃，把“氫能社會”納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。

 

經(jīng)過政府長年的資金扶持和企業(yè)的技術(shù)積累，日本在氫能的技術(shù)、材料、設備等方面均處于世界領先水平。根據(jù)2019年數(shù)據(jù)顯示，日本企業(yè)研發(fā)擁有全球83%的氫能專利，并有多項氫能關鍵技術(shù)處于世界絕對領先地位。

 

日本目前在高壓儲氫、液體儲氫、金屬氫化物儲氫、有機氫化物儲氫以及管道運輸氫等方面擁有世界領先技術(shù)，并且液氫儲運技術(shù)是日本重點發(fā)展方向。同時，日本積極研發(fā)投入純氫燃料發(fā)電，重點是要解決穩(wěn)定燃燒技術(shù)，該技術(shù)是日本未來火力發(fā)電戰(zhàn)略布局最重要的一項技術(shù)。

 

2017年，日本的大林組和川崎重工基于川崎重工的1 MW級燃氣輪機搭建熱電聯(lián)產(chǎn)機組，成功開發(fā)全球首個氫能發(fā)電項目，通過燃燒2:8的氫和天然氣混合氣體進行熱電聯(lián)產(chǎn)，為居民和商業(yè)用戶供熱發(fā)電，通過該項目有效減少 20% 以上的二氧化碳排放。

 

2020年5月，川崎重工和大林組又與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(The New Energy and Industrial Technology Development Organization，NEDO)在“氫社會構(gòu)筑技術(shù)開發(fā)事業(yè)”下，驗證川崎重工基于“微混合燃燒”技術(shù)開發(fā)的干式低NOx氫燃氣輪機，獲得全球首次實驗成功。該項目不僅達到低碳排放的目標，而且有效降低了NOx的排放。

 

日本的氫能應用經(jīng)驗同樣說明國家頂層設計和政策支持的重要性，同時研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)氫電技術(shù)，發(fā)展和完善氫能電力應用的配套產(chǎn)業(yè)(如氫能的儲輸技術(shù))，以及通過研發(fā)純氫燃料發(fā)電技術(shù)開展電力系統(tǒng)大規(guī)模氫能應用，也是值得我國借鑒的電力系統(tǒng)氫能發(fā)展路徑之一。

 

 

與世界主要氫能發(fā)展國家相比，中國在氫制備方面具有良好的工業(yè)基礎，工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫均已開展相關的示范工程。未來隨著技術(shù)進步和可再生能源比重的提升，用氫成本將逐漸降低，氫能將會得到進一步發(fā)展。結(jié)合當前“雙碳”形勢及發(fā)展新型電力系統(tǒng)需要，建議“十四五”期間我國電力行業(yè)應從以下4方面來推進氫能發(fā)展工作。

 

4.1 加快頂層設計，適時出臺總體規(guī)劃

 

針對現(xiàn)階段國內(nèi)氫能發(fā)展情況，首先，應盡快確定氫能在我國能源體系中的定位，加快氫能在生態(tài)綠色生產(chǎn)和消費體系的立法，結(jié)束現(xiàn)階段主要以國家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃政策和地方試行規(guī)定為法律參考依據(jù)的尷尬局面。其次，建議相關部門加快明確國家氫能發(fā)展的主管部門，更好地引導和服務能源相關企業(yè)，推動氫能市場的有序發(fā)展。最后，針對我國現(xiàn)階段缺少氫能發(fā)展頂層設計的現(xiàn)狀，應根據(jù)不同區(qū)域資源、市場、產(chǎn)業(yè)等特點，科學制定并適時出臺適合我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體戰(zhàn)略、行業(yè)規(guī)劃，以及相應的產(chǎn)業(yè)發(fā)展財政支持政策，自上而下推動氫能產(chǎn)業(yè)良性有序發(fā)展。

 

4.2 加快推出氫能電力行業(yè)應用發(fā)展路線圖

 

根據(jù)“雙碳”發(fā)展目標、電力中長期發(fā)展規(guī)劃、城市低碳電力基礎設施發(fā)展要求，以及新型電力系統(tǒng)發(fā)展需要，“十四五”期間應加快探索適合現(xiàn)階段中國發(fā)展低碳經(jīng)濟以及能源轉(zhuǎn)型需求的電力行業(yè)氫能發(fā)展路線圖；積極推動在分布式可再生能源系統(tǒng)、遠距離海上風電系統(tǒng)、能源數(shù)字轉(zhuǎn)型項目，以及綜合能源互聯(lián)互通等多個領域氫電應用；掌握并制定氫能電力行業(yè)應用的技術(shù)標準，形成技術(shù)上可行、經(jīng)濟上可接受的電力行業(yè)氫能應用技術(shù)路徑，引導氫作為能源在電力及其相關應用領域進行技術(shù)布局，為未來大規(guī)模部署氫能的電力應用做好充分的技術(shù)儲備。

 

4.3 鼓勵電力企業(yè)開展氫能場景應用創(chuàng)新

 

在“雙碳”發(fā)展形勢下，以新型電力系統(tǒng)發(fā)展為導向，依托國家發(fā)展燃料電池綠色交通示范城市為契機，鼓勵電力及相關企業(yè)投資構(gòu)建氫能的綠色供應體系。

 

同時，應積極引導電力企業(yè)布局氫能電力應用的各相關環(huán)節(jié)，積極探索適合中國氫能發(fā)展的場景應用方式，如電力系統(tǒng)大規(guī)模儲能應用、綠電水制氫應用、氫能儲運應用，以及推廣燃料替代的示范應用。建議相關電力企業(yè)將風、光、水等可再生能源項目的儲能配套作為開展氫能電力應用的突破口，積極開展技術(shù)可行、經(jīng)濟可接受的風、光、水、氫等儲能配套方案研究，打通綠電—綠氫—氫儲—氫能發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條。

 

同時大力推動氫氣的管道輸送研究，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的先鋒實踐，積極探索可復制、可推廣的氫能發(fā)展盈利模式，帶動電解水制氫、氫能儲運以及燃料替代等氫能相關行業(yè)的發(fā)展。

 

4.4 積極探索綠色金融低碳創(chuàng)新機制

 

在中國碳市場由地區(qū)試點形成全國統(tǒng)一碳市場的宏觀背景下，首先，應充分研究利用碳價機制，推動電力市場發(fā)展，形成有利于氫能電力應用的市場價格和補貼機制，推進現(xiàn)役燃氣、燃煤電廠氫能的燃料替代，以及儲能輔助服務應用。其次，深入研究綠色金融發(fā)展機制，構(gòu)建政策激勵約束體系，增加低碳發(fā)展優(yōu)惠貸款投放力度，研究相適應的融資模式，為氫能的電力應用以及相關氫燃料替代項目改造提供資金貸款。

 

再次，應不斷開發(fā)完善綠色金融產(chǎn)品創(chuàng)新，通過開發(fā)綠電綠氫證，發(fā)放綠色信貸、綠色債券或綠色基金等金融創(chuàng)新產(chǎn)品，鼓勵電力行業(yè)的氫能應用。最后，應加快制定并出臺促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的金融推廣政策，引導并支持社會資本和相關企業(yè)在綠氫的制取、儲運、應用等上下游環(huán)節(jié)的研發(fā)投入及產(chǎn)業(yè)鏈布局，推動氫作為能源屬性在電力及相關領域的可持續(xù)發(fā)展。

 

 

推動氫能在電力行業(yè)的應用發(fā)展，是未來中國實現(xiàn)“碳中和”的重要路徑之一。通過分析國內(nèi)外氫能應用發(fā)展情況，從電力企業(yè)的角度提出電力行業(yè)氫能應用發(fā)展的建議，即積極開展國際合作，借鑒國際經(jīng)驗，加快頂層設計，做好政策研究，適時出臺國家氫能整體發(fā)展戰(zhàn)略，推動氫能系統(tǒng)性發(fā)展。同時應抓住國家發(fā)展燃料電池綠色示范城市契機，在“十四五”期間依托電力行業(yè)的資本和資源優(yōu)勢，積極推動制氫、儲氫、運氫和氫能發(fā)電等氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈的投資布局，為未來氫能推動電力行業(yè)能源轉(zhuǎn)型升級做好充分的技術(shù)儲備。