万紫千红总是春！探索多元消纳清洁能源新路径
发布日期：2024/5/8
在新型能源体系中，氢能更容易耦合电能、热能、燃料等多种能源。大力发展氢能产业，推进氢能与可再生能源的深度融合，不仅能够促进可再生能源的发展，还为构建新型能源体系提供有力支撑。
4月29日，以“光能氢途，‘豫’见未来”为主题的“云奇英雄荟·光伏制氢专题交流会”在河南郑州国际会展中心举办的“经略新能·第四届中原光储展览会”期间顺利召开，大会邀请多位业界精英、专家学者，共同交流技术、产业、商业模式创新的成功经验与发展趋势，为推动绿氢产业的发展凝聚共识、集聚智慧。
大会特设圆桌对话环节，由北京云奇科技有限公司副总经理、氢启未来网西南总部总经理涂思宇主持，江苏天蓝智能装备有限公司制氢项目部解决方案经理中级工程师杨事成、国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监邢伟、天合光能股份有限公司中国区产品市场经理雷小露、中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司技术总监袁先明博士围绕“探索多元消纳清洁能源新路径”的主题展开了深度探讨。
以下是圆桌对话内容摘要
Q
清洁能源发电作为绿电供应链的重要上游，如何能让它们实现“应发尽发”和最大化消纳？在基础设施建设、政策支持方面还有哪些可以进行优化？
袁先明博士
中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司技术总监
可再生能源发电具有区域性、波动性等特点。针对区域性问题，在基础设施建设方面，我们希望增加更多针对区域性的智能化电网调度建设，以此解决高峰期用电的问题。另外，在储能方面，无论是常规储能，还是电解水制氢储能，在后端能够及时把供电消纳为氢储能，那么波动性的问题也可以得到解决。利用基础设施建设解决波动性问题后，相信“应发尽发”和最大化消纳的问题也就解决了一大半。
其次，在政策上，我们更愿意看到国家支持一些短板技术的开发，以实现全产业链技术突破。其次是针对企业减税等政策，鼓励上下游企业合作，实现原材料的共同开发，共同解决关键级的技术问题。
雷小露
天合光能股份有限公司中国区产品市场经理
想要实现“应发、尽发”，一方面需要提升光学的效率。目前，主要致力于提升组件的功率。随着组件功率的增大，单位面积所能开发出的电能也就更多。另一方面，减少电能损耗、提高发电量，实现更大的发电功率。除了平地场景，我们也希望能够开发出更多差异化应用场景，例如分布式光伏的异形屋顶等等。
关于消纳的问题，我认为需要引入储能。不管是传统的水储能，还是目前主流的电化学储能、氢能等。我认为储能是未来实现新能源消纳的最有效的方式。
邢伟
国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监
很多人说新能源“应发尽发”、要做到100%的消纳，我认为这样很难。今年4月1日《新规》，电网将不再承担可再生能源电量全额收购义务。这是为什么呢？
首先，要知道发电集团与电网的关系。现有的特高压电网的大部分是基于中国的火力发电建设的。目前我国所建的新能源大基地，大多也以火电作为调峰手段，可再生能源以太阳能和风能为主。一方面，它们容易受天气影响，发电不稳定，有时过剩有时不足，这对电网安全不利；由国家统一调度，成本很高。另一方面，很多地区受电网调度能力、电力市场需求等因素的影响，风电和光伏发电无法全额上网，这被称为“弃风”和“弃光”，是一种普遍的资源浪费。之后通过引入市场化机制，可为国家电网减负的同时，会倒逼光伏和风电产业全面升级，提高电力消纳的效率。反观国内分布式光伏、分布式风电、户用光伏等发展现状，用业内的话来说，就是“三年干完十年的活”。个人认为，未来风电、光伏会加速向离网型消纳迈进。
国内急需脱碳、高质量转型发展的行业包括钢铁、化工、交通等。比如钢铁行业，国内一年有10亿吨钢铁产量。但生产1吨钢铁，需要排放2吨二氧化碳。中国一年约有110亿吨的二氧化碳排放量，钢铁约占18%左右，钢铁绿色发展对全国整体实现碳达峰具有重要影响，促进钢铁行业结构优化和清洁能源替代，积极探索开展氢冶金等试点示范。
工业领域通过风光等可再生能源电力制绿氢，协同石油炼化、钢铁冶炼等产业，探索形成新型工业和工业低碳化。持续推动可再生能源大规模低成本制氢，绿氢梯次替代合成氨、合成甲醇中的灰氢，促进绿色化工可持续安全发展。这些都是未来新增可再生能源消纳的主要应用场景。
交通领域基于氢能及氢基燃料（氢基甲醇、SAF等），通过燃料电池、内燃机等技术，探索发展氢动力轿车、公交车、卡车、火车、船舶、叉车等，并通过氢高速等模式助力传统交通产业低碳转型，同时催生交通新经济，催生交通新经济。
2024年《政府工作报告》提出“巩固扩大智能网联新能源汽车等产业领先优势，加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”。这是氢能作为发展新质生产力的重要内容，首次进入政府工作报告。氢能的“新”，在于新产业和新生态，随着碳中和推进，绿电制氢、氢电耦合结合氢储能逐步成为以可再生能源为主的新型电力系统建设的重要解决方案。
杨事成
江苏天蓝智能装备有限公司制氢项目部
解决方案经理中级工程师
离网型能够实现新能源的最大化消纳。那么，对于整个离网电力系统，包括可再生能源装机容量，以及储能电池容量，以及设备的组合等，都需要进行更为合理化的设计，进行更加智能化的调度，以提高实体效率。
第二个层面，可以从新设备出发。目前，由于成本原因，我国技术尚停留在碱水电解装备。其存在电流密度较低、电潮升降坡的速度缓慢等问题，最低运行负荷高达30%-40%。这对企业来说，投资新设备，提高设备对波动性能源的响应，可以避免过多电力的浪费。
第三个层面，新能源发电+制氢具有非常大的波动性，但是下游用氢场景需要非常稳定的用氢量。个人认为，可以通过增加储氢设施，利用储氢，隔绝上游的波动性与下游的使用。但对于规模化的用氢场景，一味增加储氢量，其效果不佳。例如并网，还需要考虑绿电交易这一环。那么，从政策方面，可以优惠一些绿电交易成本，以降低整个执行设备的成本。
Q
绿氢与其他清洁能源如何进行协同发展，如何加强清洁能源产业链上下游企业之间的合作，实现优势互补？
杨事成
江苏天蓝智能装备有限公司制氢项目部
解决方案经理中级工程师
其他清洁能源，例如绿色甲醇、绿氨，它们与绿氢本身也有联系。在多数场景下，绿氢是合成绿色甲醇、绿氨的关键原材料。许多客户在执行项目的投入方面，除了考虑资金成本问题，还会考虑绿氢的消纳场景。而绿色甲醇、绿氨相当于为绿氢的消纳提供了一个新的解决方案。另一方面，甲醇可以直接作为燃料电池，进行发电，用于机体的交通工具。例如绿色甲醇远洋运输船，在交通领域实现应用。
邢伟
国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监
在20年前，我国从欧美引进了光伏技术。通过多年努力，我们把光伏技术做到了世界前列，现在组件价格降到了1块钱以下。当时光伏的发电效率不足10%。有人会说，光伏的发电效率不足10%，我们做它干嘛？就像现在用100度电制氢，把氢能应用到交通领域，有的人说其效率很低，意义不大，我个人认为单从能量转化效率方面看确实如此，整个效率只有25%左右，但从我国资源禀赋上看，中国有富裕的风光资源，把消纳不了的风光利用起来，利用氢、氢基能源载体转换，最终用于车辆交通，能有效解决中国石油短缺的问题，这就是有价值的，有意义的。
又比如说氢能在化工领域的应用，把100度电制成氢，其电解水制氢的效率为70左右%，通过压缩管道输送，至少有60%利用起来，有效替代了部分煤化工领域的部分灰氢，减少了二氧化碳排放。电解水制氢作为柔性负荷可以提高新能源利用率，促进可再生能源消纳；通过大规模储存实现长周期储能，解决跨季能源平衡问题；通过管输的方式实现长距离经济输送，作为特高压补充，有效缓解特高压送出廊道紧张问题。
虽然现在氢能产业链关键环节、材料还未打通，规模化、国产化程度低，但却是一个很有潜力的发展方向。当一个新的能源种类存在，必然有它存在的意义。我支持电动车、支持燃油车、支氢燃料电池车，因为它们都有不同的应用场景，在不同的发展阶段发挥着自己的价值。
所以，在能源绿色协同发展的过程中，每一个时期承载的能源主体都是不一样的，但有一句话是没错的，能源发展的趋势都是从低能量密度到高能量密度，从高碳到低碳再到零碳，这个逻辑永远不会变。
电解水制氢作为柔性负荷可以提高新能源利用率，促进可再生能源消纳；通过大规模储存实现长周期储能，解决跨季能源平衡问题；通过管输的方式实现长距离经济输送，作为特高压补充，有效缓解特高压送出廊道紧张问题。当我们掌握了氢能的大规模利用技术，那就是掌握了未来风光跨越式发展的进程。
雷小露
天合光能股份有限公司中国区产品市场经理
在制取氢方面，通过电力成本与设备成本的协同降低，方可体现绿氢的经济优势。我国幅员辽阔，具有广阔的沙漠、戈壁、荒漠、草原及海域资源，可以提供丰富的太阳能、风能、潮汐能等可再生能源资源，在发展绿氢方面具有先天优势。
在储运氢方面，氢的长距离储运将以天然气管道掺氢或新建纯氢管道输氢为主，中短距离要以如氨等多种储运技术结合，并因地制宜地发展。
在应用氢方面，随着行业聚焦与技术发展，期待很高的是氢燃料电池，带动交通领域应用的变革。作为光伏企业，天合光能也将坚持技术创新，不断刷新组件功率，将光储氢一体化理念贯彻到底。
袁先明博士
中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司技术总监
在政策引导与规划方面，制定和完善支持政策，鼓励绿氢与可再生能源项目的融合发展。在技术创新与共享方面，支持领军企业与科研机构合作，进行绿氢制取、储存、运输及应用的关键技术研发等。推动产学研深度融合，建立协同创新平台，促进技术成果快速转化和应用推广。在加快加氢站等基础设施的规划与建设方面，形成跨区域的氢能供应网络。
Q
企业该如何结合数字化和智能化技术，进行技术与商业模式的融合创新？
袁先明博士
中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司技术总监
首先，数据驱动。建立全面的数据收集和分析系统，实施数据中台战略，整合企业内外部数据资源，构建数据资产，支持实时数据分析和预测模型，提升研发、决策的速度和准确性。
其次，智能化运营。应用人工智能(AI)、机器学习(ML)技术优化供应链管理，实现库存优化、需求预测、智能调度等，降低运营成本，提升响应速度。
最后，产品与服务创新。利用数字孪生、进行产品设计和模拟测试，加速新产品开发周期。开发基于云的服务和订阅模式，提供灵活多样的服务选项，满足市场多样化需求。
雷小露
天合光能股份有限公司中国区产品市场经理
从市场的角度来说，越来越多的终端客户开始重视数字化的软件能力，相信新能源行业技术的未来，必然是软件与硬件能力相结合。如电化学领域可以通过AI监控预警监控电芯质量与安全，还可以通过云平台实时查看储能设备运行情况，相信氢能领域也能找到数字化技术和商业模式的平衡。
邢伟
国家电投北京绿氢科技发展有限公司氢能业务总监
新质生产力离不开跨界创新：AI电力消耗远超预期，有人说AI的尽头是光伏、风电和储能，AI的未来离不开能源上的技术突破，尤其更便宜的光伏、风电以及储能，这是人工智能未来的发展方向。
储能从本质上来说它并不是产生能源的产业，但是光伏、风力这些新能源，它本身无法解决发电的间歇性或者波动性问题，需要一个中间体或者是关键枢纽来进行存储，氢能就是这样理想可靠的能源载体用来平衡新能源在即发即用情况下的时间和空间上的断续，如果没有氢能的介入，未来大规模新增的风电、光伏装机，只有一部分的能得到消纳，没有办法发挥最大的效力。氢能，毋庸置疑，也成为了绿色能源产业链中大规模、长周期储能方式的主要选择。
目前世界各国争相出台各类措施以推动风电、光伏、储能行业在本国的发展，而未来AI与光伏、风电与氢能的跨界融合，将会是下一个主流技术故事的新篇章。
杨事成
江苏天蓝智能装备有限公司制氢项目部
解决方案经理中级工程师
从整个可再生能源项目层面，会涉及源网荷储各环节，也涉及电力，氢气，热力等多物质流，需要-套智慧能源管理系统进行调度，监测、调节；
从制氢工厂层面，智能化管理可以实现整个工厂运维的一个数字化，可视化管理，提高制氢效率降低制氢成本，实现制氢系统最快响应和最高效率的平衡；
从单体设备层面，由于气体纯度、温度、压力等数据的滞后性和惯性，传统 pid已不能满足动态功率下的制氢控制。需要结合 AI模型及先进的控制策略，提高设备的智能化程度，进而提高制氢设备的动态响应能力。
圆桌对话的话题探讨让每个参与者和聆听者深受启发。氢能产业发展还需要更多时间去探索和验证，技术研发、科技创新、产业运用等每个方向都需要时间和检验助推向前，唯有不断迭代技术，掌握核心技术，才能助推氢能发展不断朝前，向着实现“双碳”目标不断跃步向前。
来源：氢启未来网
