近日,浙江省首臺一體化氫電耦合實驗方艙在衢州正式投運。據了解,這座氫能和電能互相轉化、高效協同的實驗方艙的建立,旨在探索促進分布式新能源就地消納,為衢州市清潔能源應用場景提供良好示范,也是國網衢州供電公司探索新型電力系統建設的有效實踐。氫電耦合是實現高比例新能源電力系統的穩定運行一種重要方式。氫電耦合實驗方艙以新型電力系統領域氫儲能技術為切入點,開展源網荷儲分布式協調優化研究,探索實現多種能源集中控制、管理以及調配,為氫儲能技術在電力系統中的應用打下堅實基礎,今后將在分布式保供電、電網削峰填谷、用戶側儲能等場景實現廣泛應用。根據全球能源互聯網組織的估算,到2060年,我國電制氫的規模將達到6000萬噸,折合電能約為36000億千瓦時。目前,受電價影響,電解水制氫成本居高不下。現有條件下電解水制氫成本將達到30元/kg,遠高于10-15元/kg的天然氣制氫或煤制氫。根據國家發改委的《中國 2050 年光伏發展展望( 2019) 》的預測,至 2035 年和 2050 年光伏發電成本相比當前預 計約下降50%和70%,達到0.2元/kWh和0.13 元/kWh。隨著電價的降低,電解制氫成本也隨之降低,同時電力成本的占比也同步降低。電力成本每下降 0. 1 元 /kWh,氫氣成本平均下降0. 5 元/Nm3。業內普遍認為,只有當電解水制氫的綜合成本降低到約1 元/Nm3 的時候,電解水制氫在經濟性上就具有一定競爭力。國家電網大力發展氫電耦合。氫電耦合將助力構建以電為核心的能源互聯網,氫燃料電池汽車是對傳統電動汽車的重要補充,電網公司可發展充電-加氫一體化綜合能源站,拓展業務范圍,促進電網與交通網的深度融合,構建電氫融合的零碳交通網。以氫能綜合利用為基礎,進一步開展電制甲烷、電制甲醇、電制氨,加強電網與氣網的緊密聯系,促進更多行業實現電能替代。近年來,國家電網在浙江多地開展氫電耦合示范應用,力求更快實現能源深度融合。寧波慈溪氫電耦合直流微網示范工程、麗水縉云水氫生物質近零碳示范工程、臺州大陳島國內首個基于海島場景的氫能綜合利用示范工程等項目紛紛落地。這些多場景示范應用項目都屬于基于目前構筑的電力系統,利用氫能實現高效分布式供能,打造“能源互聯網”,實現電力消納、用電平均。以氫能助力企業、鄉村、海島地區零碳實踐。
氫能可作為大容量儲能的載體,有效解決并網調峰問題。未來,氫電耦合將成為重要的儲能手段。將富余時期的電力儲存起來,在電力低谷時期再加以利用。“構建以新能源為主體的新型電力系統”是我國“十四五”時期的重點發展方向,對于一個人口大國而言,如何保證千家萬戶使用到不短缺的綠色電力,是能源變革的重要一環。
氫電耦合需要把握地區資源稟賦及優勢,現有條件下,高比例的電力需求給電網企業帶來一定挑戰,借助氫電耦合實現新能源消納、能量轉換與存儲、穩定控制,優化能源供給結構,為“碳達峰碳中和”實現支撐作用。