中国电科院闫华光：氢能在新型电力系统中应用场景剖析
宣布时间：2022-09-20 16:22:33
氢能在新新型电力系统的作用有四条蹊径：第一是增进新能消纳 ；第二是储能 ；第三是电制氢自己对电网来说是用电的负荷 ，它可以实现电力系统的无邪调理 ；第四是可以增进多种能源互联互通 ，电和其他的燃料之间可以真正融合成互联网 ，增进能源供应的可靠性。
日前 ，在2022能源工业立异生长与品牌建设年会系列专题论坛——氢能工业的“春天期”剖析大会上 ，中国电科院手艺战略中心主任闫华光在大会做了《氢能在新型电力系统中应用场景剖析》的主旨讲话。主题讲话如下：
氢能在许多年前和电力是两条平行线 ，电力和氢能没有相互交织和融合的可能性。随着国家双碳目的的提出 ，电-氢这个系统逐渐完善 ，对电力系统来说氢能混淆会进一步增强。
氢能生长 ，原来主要是以煤制氢为主 ，和电力系统险些没关系。但近年来 ，从国家相关展望来看 ，各人对可再生能源电制氢很是乐观。总结起来氢能生长蹊径主要分几个阶段：2020年是氢能起始年 ，2020年到2030年是氢能缓慢生耐久 ，若是这十年能够在手艺、政策、机制上探索出蹊径 ，从2030年之后将迎来氢能快速增恒久。
从氢能应用来看 ，2020年的氢能占比 ，99%是用在石油、化工的物料中。而未来我们把它作为能源来用。
据闫华光介绍 ，氢能在新新型电力系统的作用有四条蹊径：第一是增进新能消纳 ；第二是储能 ；第三是电制氢自己对电网来说是用电的负荷 ，它可以实现电力系统的无邪调理 ；第四是可以增进多种能源互联互通 ，电和其他的燃料之间可以真正融合成互联网 ，增进能源供应的可靠性。
若是未来可再生制氢生长起来 ，它将成为主要的负荷。我们研究了PEM（质子交流膜）制氢和碱性制氢 ，在爬坡能力和负荷调理能力曲线上 ，较量好的电制氢装备都可以做到毫秒级的响应 ，从发指令一直到爬坡实现目的值、时代或许200毫秒 ，可以实现无邪调理、快速响应电网 ，实现调峰调频和电源控制等支持电力系统的辅助效劳。
另外一个特征就是储能特征。国际上建设了长时间储能委员会 ，据其展望未来新能源生长趋势是逐步增快的 ，当电力系统中60%和70%的电力是来自新能源时 ，从理论上就需要跨季节长时间储能。我们也做了剖析 ，假定60%的电由景物和新能源供应 ，通过仿真来看 ，冬季泛起了数次一连数天的电力供需失衡 ，意思是原来煤电或者加上抽水蓄能之后调理能力仍然不敷 ，这种情形下氢储能的作用就会获得充分验展。
通过较量种种储能手艺 ，抽水蓄能可以一连十几个小时 ，现在只有氢储能可以做到长时间、跨周期的储能 ，它的效益在长时间储能可以充分凸显。而我们未来正需要构建以具有能量调理功效的短时长时互补储能系统。
但由于电制氢相对来说效率较量低 ，怎样使用氢能是未来的主要选择。氢能的应用场景主要有以下几类。
电源侧的应用场景 ，是为相识决弃风弃电 ，可再生能源制氢可以消纳富余的新能源 ，也可以并在电网上。另外像宁夏宝丰、新疆库车 ，有些大规模风电光伏所有是自觉自用、就地制氢 ，多余的再外送。与此同时 ，煤电可以耦合制氢 ，大大提升煤电无邪性。风电制氢在外洋已经有了工程实践 ，尤其是在德国 ，由于高压输电线路建设不是太完善的 ，高压的输电线路征地手续相当重大 ，以是大宗北部的风电很难向南部举行运送 ，以是他们使用风电举行就地消纳 ，解决风电运送的问题。
电网侧应用就是氢储能电站 ，通过电-氢-电的转化模式 ，目今转化效率很低 ，可是未来随着新能源进一步比例提升 ，会有一定的应用需求。现在张家口已经有了200兆瓦的电制氢树模项目 ，建设了储氢到氢发电的全链条氢储能电站。它的收益泉源依赖售氢和加入电力辅助效劳 ，单独的售氢经济性并不是很好 ，若是和电力系统互供起来会有加入辅助效劳的收益。
负荷端制氢应用场景 ，现在这类绿氢工程主要是集中在西北、华北、东北三北地区。我们把西北、东北、华北的新能源基地的电往东南运送 ，在有些特定场景下可以就地制氢。另外尚有氢能的热电联供 ，在特定场景下它的电效率一定很低 ，氢发电50-60% ，若是加上热电同时供热的话 ，它的效率可以做到90%。这样在有些特定的园区供热场景下 ，氢能的热电联供系统也可以实现经济性的剖析 ，可以提升供电可靠性 ，也可以和电网举行互动。现在 ，国网在安徽六安首个兆瓦级漫衍式电制氢的电站 ，尚有在浙江台州的百千瓦级氢能源树模工程 ，国网平湖氢光储充一体化为农业和电动汽车、氢燃料电池车供氢供电一体化电站等 ，都做了树模性的工程。
最后闫光华指出 ，现在来看受手艺和经济性影响 ，氢能在新型电力系统应用照旧面临着众多的挑战：
第一 ，氢能的大规模制氢和电网电力系统妄想是分属于差别的部分 ，制氢大大都是石油化工企业 ，电网是电力系统 ，妄想协同还不敷、机制和政策缺乏全方位支持。
第二 ，现在部分卡脖子的要害手艺受制于人 ，接入电网等一些手艺和加入电网辅助效劳的事情等需要进一步验证。
第三 ，经济性和全生命周期评价标准 ，尚有产品和工程应用可靠性需要进一步验证。现在氢能事实是初级树模阶段 ，海内外种种装备、种种手艺蹊径的寿命、长时间运行还需要进一步验证。
第四 ，清静性 ，任何一个能源生长清静性是第一位的 ，刚最先就需要把清静提到最高的高度。
在氢能领域面临着刚刚最先的阶段 ，闫光华为氢能的生长提出四个建议：
第一 ，要强化顶层设计 ，氢能不是单唯一个行业的事 ，需要多行业举行融合 ，多行业的利益举行平衡 ，建议氢能结构和新型电力系统建设的妄想包括电网妄想要衔接 ，包括要推出应用蹊径图和政策设计。
第二 ，电氢需要进一步耦合 ，凭证电力系统中预计 ，在实现碳中和的阶段 ，20-30%新能源电量所有被氢用了。若是说电力行业和氢能专业不可进一步融合的话 ，很难施展作用。
第三 ，标准系统的完善 ，国家已经做了一些标准系统 ，可是电氢之间的标准系统还没有推进 ，现在正在谋划。
第四 ，典范树模工程 ，打造典范的树模项目工程举行手艺蹊径即商业模式验证 ，包括试验基地举行多种手艺蹊径验证。现在国家政策主要是在氢燃料电池树模都会有些津贴 ，国家切入点是从交通领域来切入的 ，以是我们要和燃料电池树模都会举行融合 ，打造电氢一体化的树模工程。
注：文字实录未经专家整理核实 ，仅作参考使用 ，详细诠释权归本次聚会主理方所有。
（泉源：北极星氢能网）
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