NRDC支持中国能源研究会开展“中国电力圆桌项目”。“新型电力系统沙龙”是主推活动之一。最新一期沙龙主题为氢能。环境报、新京报、中国经济时报等媒体对活动进行了报道。

@中国电力圆桌 

中国能源研究会与NRDC合办的“新型电力系统沙龙“日前在京举办。本期沙龙聚焦氢能发展带来的机遇和面临的挑战。上海电机学院教授张华、国网能源研究院副总工程师兼企业战略研究所所长马莉、华北电力大学教授董军、水利水电规划设计总院综合能源部主任工程师李少彦、中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌、NRDC清洁电力项目副主任刘明明等专家参加了研讨。

作为可再生二次能源，氢能具有清洁低碳且可存储的特征，在消纳可再生能源、电网调峰等应用场景潜力巨大，因此在建设新能源占比逐步提高的新型电力系统过程中受到越来越多的关注。2022年3月，国家发改委和能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划》明确了氢能产业的“三大定位“，即未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体和战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。氢能将成为我国加快能源转型升级、培育经济新增长点的重要战略选择。鉴于氨是天然的储氢介质，便于安全运输，解决了氢能安全存储和运输的难题，氢氨路线因此成为目前推动氢能发展的热点之一。

中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌强调，为实现“双碳”目标，电力结构将从以化石能源为主转向新能源占比逐渐提高，最终新能源将占据主体地位。在这个过程中，电力系统的整体形态、组织方式、交易方式都在发生系统性的变革，关键产业的技术路径选择十分重要。氢能作为新兴的能源形态，尽管目前在传统电力系统中占比非常小，但有研究认为，氢能在未来能源系统中的比重将显著增加。碳达峰之后，随着碳约束的加强，氢能在新型电力系统中将有很大的发挥空间。目前资本市场和地方都在关注并布局氢能，需要对氢能的发展前景、技术前景和应用场景进行深入探讨。

上海电机学院教授张华认为，“氢氨+新能源”是应对气候变化、实现碳中和的一个可行路径。为解决新型电力系统中可再生能源发电与用电负荷不匹配的问题，电网需要储能，特别是要有长时储能的技术解决方案。目前成熟的抽水蓄能和电化学技术，在充分发展的前提下，可以满足短时储能的需求，而对于长时间，季节性，大规模的储能需求，氢氨是一个可行的技术方向。从产业技术发展进步的角度，最大挑战来自于效率和经济性两方面。张华表示，在未来能源系统中，氢氨的应用前景主要有两个方面：其一在交通领域，氢氨作为燃料为使用混合动力系统的交通工具提供电能；其二在电力领域，氢氨作为燃料和储能，为电网提供调峰、调频、惯量等服务。目前在交通领域，氢氨与柴油的pk时机已经到来，氢氨与柴油相比具有成本竞争力；但在电力领域，氢氨应用尚处于示范探索阶段，成本竞争力不足，因此与煤的pk时机尚未成熟。参考光伏的发展路径，在政策推动下，得到资本市场的青睐，实现规模化后，光伏成本大幅下降，氢氨经济的发展路径也可以具有类似特点。未来充满不确定性，能源技术在未来10到30年突破性的进步，或将为新型电力系统提供更多的选择。

国网能源研究院副总工程师兼企业战略研究所所长马莉认为，新型电力系统的愿景明确，但技术路径存在多种可能、尚不清晰，需要多路径进去探索。目前，新型电力系统正面临着生产力和生产关系等多方面的变化。在生产力方面，电源结构、调节电源、电网形态都在发生变化：随着新能源在电力系统中的占比逐渐提高，需要分区域、分阶段重构不同电源在系统中的功能定位；系统调节资源从目前的常规电源调节，拓宽到需求侧的灵活性调节资源，以应对极端气候变化带来的长周期灵活性的挑战；电网形态方面集中式与分散式并存，出现了分布式能源、微网等形态。

马莉表示，在生产关系方面，市场主体、运行方式和价值导向都发生变化：电动汽车、分布式、负荷聚合等主体正在进入市场；运行方式从计划走向市场，用合理的价格信号激发市场主体的活力；电力系统的价值导向从传统的更多考虑安全、经济，转向兼顾外部环境的碳约束。各国都在大力发展和布局氢能，我国需要基于资源禀赋，多方探讨氢能发展多样化的商业模式和多层次的应用场景。

华北电力大学教授董军介绍了天然气发电在我国发展面临的问题，认为可以为氢能燃气轮机发展提供参考。在电力系统转型过程中，目前国际上认为天然气是过渡能源。但天然气发电由于气价较高和重型燃机技术瓶颈等问题，在我国没有得到较快发展，难以有效发挥灵活调节电源的作用。在我国新型电力系统建设过程中，能否跨越天然气直接转向氢氨作为过渡能源，目前看来从技术和经济方面都有待发展，是需要重点关注的。董军也对新型电力系统建设提出了几点建议。首先，对于煤电转型问题，不能单独考虑煤电，需要放在电力系统中，综合考虑煤电与新能源、水电、核电、储能和需求侧资源，通过系统运行模拟分析不同电源的定位，提出煤电的转型路径。其次，我国不同省份情况差异很大，要考虑不同省份的特点，并考虑和其他省份或区域的送受电关系，研究煤电转型路径。最后，煤电转型要在电力市场环境中研究，通过市场机制激励不同主体在新型电力系统中发挥作用。

水电水利规划设计总院综合能源部主任工程师李少彦认为，氢氨燃机在燃气轮机技术进步及其国产化后，有很大的降本空间。氢氨燃机经多次转化，与燃煤机组的比较优势不在于电量成本，而是有效的电力成本，即以较低的初始投资、较少（但较贵）的燃料成本、较低的利用小时数，发挥很好的支撑调节作用。以我国当前的新能源装备制造能力和工程施工能力，每年建设1、2亿千瓦的风电光伏不成问题。但由于新能源置信容量低，1亿千瓦装机只有1000万千瓦的容量价值，相比较于快速增长的电力负荷缺口，新能源对解决电力安全保供问题作用很有限。因此现阶段需要从全系统角度统筹各类电源资源支撑、调节作用和新能源消纳运行情况。

李少彦表示，各类储能和燃气轮机都是有效的支撑调节资源，在技术比选时要全面考量他们在风电、光伏高渗透率情景下的调节价值。例如，面对未来频繁启停、快速爬坡等需求，燃气轮机、氢氨汽轮机有优势，若氢氨可以长周期、大规模存储将发挥更大作用。李少彦同时提出，要基于新能源发展的不同阶段，进行技术和经济成本分析，最终做出选择和比较。最后，气候变化造成极端气象出现的更加频繁，干旱洪涝导致水电出力受影响，可调可控性低的风电、光伏装机极速增加，在青海等省份有比较好的氢氨燃机应用场景，可以先行示范探索，助力多元、安全、高效的新型电力系统建设。

一位抽水蓄能的研究者认为，碳中和的实现不是轻而易举的，需要依赖更大范围的技术突破。随着新能源并网比例的持续增高，电力系统对增强电网弹性、增加平衡时间尺度等提出了更高的要求。从当前技术来看，抽水蓄能占比最大、技术最为成熟，对电网的支撑能力最强，是新型电力系统的重要组成部分。抽蓄以日调节为主，且固定投资大、可变成本低。结合未来发展方向，氢能可能需要更长时间的成熟过程，氢能侧重于长周期调节，且固定投资低、可变成本高，与抽蓄具有很好的互补特性。新型电力系统建设三步走的节点比较明确，尽管对于路径还没有趋同的认识，且不同的能源和市场主体都有自己的立场和观点，但基本形成共识的是，电力系统中尚有巨大潜力尚未利用，需要通过有效的政策和商业模式，进一步挖掘电源侧、抽水蓄能、氢能以及需求侧资源的灵活性调节潜力。