在過去的幾十年里,我國一直將煤炭視作能源結構中最為重要的一部分,以期通過豐富的煤炭資源,彌補我國缺油少氣的能源稟賦。
然而,大規(guī)模的煤炭使用,并未改善大量進口石油和天然氣的現狀。在能源供應安全和環(huán)境問題的雙重壓力下,我國能源結構亟待迎來一場深刻的變革。而這場創(chuàng)新變革中,最活躍的領域毫無疑問將來自于可再生能源。
早在2017年,國家就開始推動能源結構向可再生能源轉型,當時國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《能源生產和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》要求,到2030年,非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重力爭達到50%。但據國家能源局的數據顯示,2019年全國可再生能源增速較為緩慢。
近兩年,國家出臺了一系列扶持政策,使得并網消納問題正在得到逐步改善。西藏、云南、青海和四川等可再生能源豐富的西部地區(qū),可再生能源電力占全社會用電比重已經超過80%。但是,由于西部地區(qū)整體用電量相與東部地區(qū)有明顯差距,所以即便未來占比能夠達到100%,隨著可再生能源發(fā)電量進一步攀升,全部依靠本地消納也并不現實。
解決問題的關鍵,就在于儲能。通過集中式氫儲能與分布式電池儲能相結合,可以靈活調峰填補,彌補可再生能源間歇性、波動性、區(qū)域經濟差異性等弊端,推動可再生能發(fā)電大規(guī)模接入。
目前來看,小規(guī)模、短周期儲存其實鋰離子動力電池等已經非常優(yōu)秀。但是,中國西北部的集中式大規(guī)模光伏和風電等可再生能源發(fā)展的瓶頸,在于長周期大規(guī)模儲能系統(tǒng)。
從技術角度看,電解水制氫技術將是連接可再生能源和氫儲能的重要紐帶。根據中國氫能源及燃料電池產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟預測,到2050年之后,70%的氫氣將來自于可再生能源,可以說電解水制氫將成為主流。
從經濟角度看,儲氫的成本相對更低,按目前1kg氫相當于34度電來算,氫能儲能裝置儲存1千瓦時能量約需100元。而電池儲能,因為對使用壽命有要求,一般要達到9000次循環(huán)壽命,因此儲存1千瓦時能量大約需要1000元以上。
有人質疑氫電轉換的效率問題。但實際上,如果可再生能源電價成本足夠低,即便因為效率問題導致成本增加,也會比電化學儲能的成本低不少。
2050年儲氫情況預測。
此外,氫能還具備更好的商品屬性。當前,日本作為全球主要的氫燃料進口國,從澳大利亞等國家大批量進口氫燃料,證明了氫是可以作為商品進行交易。而我國可再生能源非常豐富,如果能過抓住這一全新機遇,通過低成本制氫,再出口給氫燃料消費大國,將能夠為我國經濟發(fā)展釋放更多的動能。
未來,讓氫能產業(yè)蛻變成跨行業(yè)、跨領域、承載著更多任務的巨大藍海。
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