“雙碳”目標(biāo)下，無論對于電網(wǎng)企業(yè)還是油氣企業(yè)，打破自己的“一畝三分地”，破圈發(fā)展、跨界合作都將成為趨勢。氫電耦合，將成為電網(wǎng)企業(yè)跨界融合的發(fā)力點之一。
近一個月來，國家電網(wǎng)董事長辛保安分別與國家能源集團董事長王祥喜、中國石化董事長馬永生、中國海油董事長汪東進進行會談，深化合作，共謀發(fā)展。
有分析認為，能源央企高層領(lǐng)導(dǎo)之間如此頻繁的互訪在歷史上比較罕見。這也從一個側(cè)面表明，在“雙碳”目標(biāo)的新形勢下，無論對于電網(wǎng)企業(yè)還是油氣企業(yè)，打破自己的“一畝三分地”，破圈發(fā)展、跨界合作都將成為趨勢。
在上述企業(yè)高層會晤中，也透露出國家電網(wǎng)對于發(fā)展氫能的濃厚興趣。氫電耦合，將成為電網(wǎng)企業(yè)跨界融合的發(fā)力點之一。
氫電耦合是方向
根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)組織的估算，到2060年，我國電制氫的規(guī)模將達到6000萬噸，折合電能約為36000億千瓦時。
一方面，氫能可減少對化石能源的依賴，幫助交通、工業(yè)、建筑等難以深度脫碳的領(lǐng)域脫碳，助力電力行業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型；另一方面，氫能可以實現(xiàn)脫碳電力的消納，增加電網(wǎng)的彈性。這也電網(wǎng)企業(yè)青睞氫能的原因所在。
“儲能并不是解決可再生能源不穩(wěn)定性的唯一方式，氫能與電力的耦合也能支撐高比例可再生能源發(fā)展。”某氫能企業(yè)負責(zé)人張先生告訴記者，“氫與電更容易產(chǎn)生‘化學(xué)反應(yīng)’，從而建立互聯(lián)互通的現(xiàn)代能源網(wǎng)絡(luò)。隨著可再生能源制氫的高速發(fā)展，借助電網(wǎng)的優(yōu)勢，有望使可再生能源消納擺脫束縛。”
國網(wǎng)能源研究院的相關(guān)人士坦言，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)離不開氫電耦合。“隨著新能源滲透率的快速提高，電網(wǎng)形態(tài)及運行特性將發(fā)生變化，電力電子化特征逐漸凸顯，電網(wǎng)面臨電力電量平衡困難、穩(wěn)定控制難度大、調(diào)節(jié)能力不足等挑戰(zhàn)，需要新的應(yīng)對策略，氫電耦合技術(shù)在新能源消納、能量轉(zhuǎn)換與存儲、穩(wěn)定控制等方面顯現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。”
佛山環(huán)境與能源研究院副院長王子緣表示,氫電耦合可理解成風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電（綠電）后，通過電解水制氫的技術(shù)路徑進行轉(zhuǎn)化、儲運以及消納。近年來，國家發(fā)改委、國家能源局等多部門先后發(fā)布相關(guān)政策支持可再生能源發(fā)電及探索新型儲能技術(shù)，以實現(xiàn)可再生能源規(guī)?；{，氫電耦合因此備受關(guān)注。“今年3月國家發(fā)改委正式出臺的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，把發(fā)展可再生能源發(fā)電制氫（綠氫）推向高潮，氫電耦合也迎來了新發(fā)展階段。”
成本高企是難題
“氫電耦合當(dāng)前也面臨一些問題：在發(fā)電端制氫，新能源企業(yè)參與度低，在負荷端制氫，成本又太高，只好在電網(wǎng)側(cè)發(fā)揮其功效。”張先生告訴記者。
2021年4月國家能源局發(fā)布的《2021年能源工作指導(dǎo)意見》提出，要積極推進新能源“隔墻售電”就近交易，這意味著可在發(fā)電端通過離網(wǎng)制氫，降低電解水制氫的原料（電）成本。
“以廣東地區(qū)為例，風(fēng)、光、核等新能源發(fā)電標(biāo)桿電價為0.43元/kWh，過網(wǎng)費用約0.11元/kWh，若不考慮售電端，電解水制氫成本超過33元/公斤。”王子緣表示，“主要的問題還是集中在成本上。”
王子緣認為，在當(dāng)前電價構(gòu)成情況下，采用電解水制氫，經(jīng)濟性沒有優(yōu)勢。由于下游應(yīng)用市場仍未完全興起，業(yè)主雖然看好氫電耦合的解決方案，但在實際操作中，更多地還是把電賣給電網(wǎng)。
上述國網(wǎng)能源研究院人士認為，成本高企的問題將隨新型電力系統(tǒng)的發(fā)展而逐步解決。“伴隨電力現(xiàn)貨市場試點工作開展以及全國統(tǒng)一電力市場的建立，可再生能源富裕時段的電力價格將進一步降低，電解水制氫的經(jīng)濟性將得到提升。”
政策推動是支撐
“氫電耦合將助力構(gòu)建以電為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)，氫燃料電池汽車是對傳統(tǒng)電動汽車的重要補充，電網(wǎng)公司可發(fā)展充電-加氫一體化綜合能源站，拓展業(yè)務(wù)范圍，促進電網(wǎng)與交通網(wǎng)的深度融合，構(gòu)建電氫融合的零碳交通網(wǎng)。以氫能綜合利用為基礎(chǔ)，進一步開展電制甲烷、電制甲醇、電制氨，加強電網(wǎng)與氣網(wǎng)的緊密聯(lián)系，促進更多行業(yè)實現(xiàn)電能替代。”上述國網(wǎng)能源研究院人士向記者坦言，“未來，電網(wǎng)方面將繼續(xù)開展綠電制氫、高效儲氫、生物質(zhì)制氣、高效熱電聯(lián)供、氫能支撐微網(wǎng)等氫電耦合關(guān)鍵領(lǐng)域的研究。
王子緣認為，電網(wǎng)企業(yè)涉足氫能產(chǎn)業(yè)，可充分發(fā)揮電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的獨特優(yōu)勢，在負荷中心構(gòu)建氫能制儲供產(chǎn)業(yè)鏈，通過氫電耦合建立低碳綠色、多能互補的能源體系，從而提升電網(wǎng)韌性和供電安全性。
不可忽視的是，氫電耦合的能源微網(wǎng)系統(tǒng)整合技術(shù)難度高，電網(wǎng)企業(yè)目前經(jīng)驗較少，存在一定的技術(shù)風(fēng)險。同時，隨著水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電對電網(wǎng)的滲透率逐步提高，傳統(tǒng)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)、運營等成本將顯著上升，整個電力系統(tǒng)的綜合成本將不斷提高。
“一方面，上游發(fā)電企業(yè)、中游電網(wǎng)企業(yè)、下游制氫企業(yè)以‘綠證’溯源的方式開展‘綠電’制‘綠氫’試點示范，政府結(jié)合實際情況給予扶持政策傾斜，另一方面，可在有條件的地區(qū)探索風(fēng)光等可再生能源‘隔墻售電’交易試點，支持‘綠電’項目離網(wǎng)制氫并實現(xiàn)下游消納與利用。”王子緣建議。
