董博：我國新型儲能發(fā)展現(xiàn)狀及展望
（康建東：中國電力科學研究院有限公司技術戰(zhàn)略研究中心室主任）
3月27日，在北京舉行的2024中國國際清潔能源博覽會“綠氫技術與氫電協(xié)同發(fā)展”專題論壇上，中國電力科學研究院技術戰(zhàn)略研究中心室主任康建東從電力行業(yè)的角度看待氫能發(fā)展，以“電氫耦合技術綻裂及發(fā)展趨勢”進行了演講，內容如下：
新型電力系統(tǒng)的典型特征是清潔低碳、安全可靠、靈活高效、智能友好、開放互動，電力系統(tǒng)正在圍繞著構建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的路徑在發(fā)展，其基本特征是在用戶側、供給側和電網(wǎng)側將形成新的格局。
其中，供給側主要是以可再生能源為主體。2022年底我國風能和太陽能的發(fā)電量裝機容量增速及容量是世界第一，總量達到了7.2億千瓦�？稍偕茉春兔弘娧b機總力分別是47.3%和43.8%。2060年前新能源發(fā)電量將超過50%。
用戶側終端則將會形成以電為主的趨勢，目前電動汽車的保有量達到了800多萬輛，既是電能的消費者，也是電能的生產者。
整體來講，電力系統(tǒng)的運行機理隨著新型電力系統(tǒng)的建設也會發(fā)生重大的變化，一般發(fā)電主要是根據(jù)動態(tài)調整新型電力系統(tǒng)必須要有相關的儲能和需求響應的措施，才能實現(xiàn)電力的供需平衡。
到2023年底，大概有40個國家制定了國家氫能戰(zhàn)略，其中以綠氫為主發(fā)展方向。國際氫能委員會調查報告指出，2050年全球氫能占比達到18%，目前氫能的產業(yè)鏈尤其在中國已經(jīng)初具規(guī)模，未來5年到10年形成爆發(fā)趨勢。國際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，在2020年到2023年，電解槽的裝機容量在迅速提升，達到百GW級，目前中國的量是GW級，在2050年有望達到3600GW。
從氫能在電力系統(tǒng)中的作用來看，首先是源端利用可再生能源制氫，可以促進可再生能源的消納。我國可再生能源的發(fā)展是世界領先的，可再生能源制氫可以有效提升我國可再生能源的消納水平。
其次，對于新型電力系統(tǒng)和新型能源體系來講，氫儲能具備長周期的特點，未來將是一個重要的方式，在儲能場景中發(fā)揮重要的作用。
第三，充分利用氫能的調節(jié)特性，可以實行電力系統(tǒng)的靈活調節(jié)。電力系統(tǒng)是發(fā)和用同步的系統(tǒng)，所以中間要有很多靈活性調節(jié)的環(huán)節(jié)，目前先進的電解水制氫技術具備了一些調節(jié)能力。
第四是終端，可以推進多種能源的互補，拓展電能綜合利用的途徑
全球氫能戰(zhàn)略政策及技術布局
美國在2022年9月份公布了國家清潔氫戰(zhàn)略與路線圖，主要是致力于綠色制氫，在交通、發(fā)電、住宅、建筑、工業(yè)等幾大領域布局，計劃產量在2030年達到1000萬噸，在2040年2000萬噸，在2050年5000萬噸。并提出了2030年電解槽成本要降到每千瓦300美元、運行壽命8萬小時、效率達到65%的目標。
美國的國家清潔氫戰(zhàn)略與路線圖提出，2023年到2025年，在建筑供暖領域實行天然氣管網(wǎng)混氫輸送；2026年到2030年，在運輸領域加氫站基礎設施形成網(wǎng)絡，生產領域氨和甲醇氫的衍生物過渡到逐漸使用低碳氫的階段；2030年以后，氫能在各個行業(yè)要迅速大規(guī)模的部署，推動清潔氫在工業(yè)重型運輸和電網(wǎng)長期儲能等領域的應用。
為此，美國能源部等相關機構提出了諸多補貼計劃，比如，在2023年10月份提出70億美元的清潔氫研發(fā)計劃，主要關注于氫能發(fā)電和工業(yè)領域。
從技術的角度來看，美國在2018年到2020年均布局了PEM的質子交換膜技術，2019年開始關注固體氧化物制氫技術，前沿布局了成本耐用的陰離子交換膜技術。美國在2020年前布局相關方面都達到的比較前沿的水平。
在電力用氫方面，美國2018年到2022年布局了質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池技術。2021年、2022年開始關注氫燃氣輪機、熱電聯(lián)產相關技術研發(fā)，氫燃氣輪機也是我們在發(fā)電端未來可能適用于電力系統(tǒng)的一個重要的方式。2030年除了制氫和用氫重點關注了地質儲氫、低溫液態(tài)輸氫和管道輸氫技術。
德國則是2030年7月份更新了新版的國家氫能戰(zhàn)略，其首要目標是大幅提升了國內電解制氫能力，產品從生產到氫能價值的全產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，并逐漸應用于航空航運和電力部門。
歐洲主要還是做管道輸氫技術，歐洲利用波羅的海和北海的海上風電以及芬蘭的陸上風電，還有通過中東北非光伏比較發(fā)達，通過相對比較低的光伏制電成本把氫通過管道或者船運輸送到歐洲，歐洲相關的材料也提供，在北部、南部、西部、東部都有相關的氫氣運輸?shù)淖呃扔媱潯?/div>
作者：編輯：秋石 來源：太陽能發(fā)電網(wǎng) 責任編輯：admin
從德國的技術角度考慮，主要是歐洲的地平線計劃，2023年1月份到10月份，投資也是比較多的。它主要還是聚焦在固體氧化技術和太陽能化學制氫方法的研究，同時也關注管道、管道缺陷相關的定位、檢測等技術。2023年重點布局了航空氫氣發(fā)動機工業(yè)高效燃燒系統(tǒng)固體氧化電池以及相關的控制算法研究。
日本也是在去年公布了新版的氫能國家戰(zhàn)略，主要還是在產量上相對之前有一個比較大的提升，同時成本也有相關的降低。同時特別關注低碳氫的碳強度目標的規(guī)劃。日本主要是新能源產業(yè)發(fā)展機構NEDO推動相關方面的研究，在2023年主要還是聚焦在質子交換膜膜電極和催化劑的研發(fā)，用氫方面關注催化劑、納米膜等相關研究，同時也關注固體氧化物和氫燃氣輪機相關技術。
中國方面，我們推出了氫能的首個規(guī)劃和氫能標準體系的研究，主要是在氫能的制儲輸用各個環(huán)節(jié)進行布局。中國也分析了國家可再生能源與氫能的重點專項，并在2022年開始關注固體氧化物燃料電池方向，2023年開始攻關陰離子交換膜的相關技術以及直接海水制氫技術。儲氫方面，在2022年布局了固態(tài)儲氫技術，2023年開始關注大規(guī)模地質儲氫技術的研發(fā)。用氫方面，主要是質子交換膜和固體氧化物，在2023年重點關注摻氫和摻氨燃燒技術，并對電解制氫、地質儲氫、氫能微網(wǎng)等方面進行相關的布局研究。
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