“氫氨+新能源”是實現(xiàn)碳中和的一個可行路徑？專家：在交通領(lǐng)域，氫氨與柴油的PK時機已經(jīng)到來

每經(jīng)記者 李彪    每經(jīng)實習(xí)記者 周逸斐    每經(jīng)編輯 廖丹    

2021年，中共中央、國務(wù)院在《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提出，到2060年，我國非化石能源消費比重達到80%以上。

而90%以上的非化石能源都是通過電能轉(zhuǎn)換的，電力行業(yè)是中國碳排放總量最大的單一行業(yè)，因此，中國要實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，電力系統(tǒng)的低碳變革勢在必行。高比例的可再生能源，替代傳統(tǒng)一次能源成為新型電力系統(tǒng)的典型特征。

對于未來新型電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，在3月31日中國能源研究會與自然資源保護協(xié)會（NRDC）聯(lián)合舉辦的“新型電力系統(tǒng)沙龍”活動上，中國能源研究會能源政策研究室主任林衛(wèi)斌指出，除了能源品種結(jié)構(gòu)的變化，即化石能源為主的電源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向以新能源為主體的電源結(jié)構(gòu)之外，整個系統(tǒng)的形態(tài)、產(chǎn)業(yè)組織方式、交易方式等都會發(fā)生系統(tǒng)性的變革。

新能源發(fā)電具有隨機性、間歇性和波動性特點，為解決新型電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電與用電負荷不匹配的問題，上海電機學(xué)院教授張華建議：“新型電力系統(tǒng)必須有長期儲能的技術(shù)解決方案。”

此外，他認為，“氫氨+新能源”是應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)碳中和的一個可行路徑。而目前在交通領(lǐng)域，氫氨與柴油的PK時機已經(jīng)到來。

“新型電力系統(tǒng)沙龍”專家討論現(xiàn)場 圖片來源：每經(jīng)實習(xí)記者 周逸斐 攝

溶洞儲氫是未來實現(xiàn)經(jīng)濟性長期儲氫的可行方式

但氫氣特殊的化學(xué)性質(zhì)，讓氫氣的運輸、儲存環(huán)節(jié)成為難題。目前，高壓氣態(tài)儲運氫是我國現(xiàn)階段主要的儲運方式，通過長管拖車運輸，但只適用于短距離、小規(guī)模輸運。管道輸氫雖然可以實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離運輸，但建設(shè)成本較大。

將來我國制氫成本下降速度和實現(xiàn)大規(guī)模儲運氫的發(fā)展速度，孰快孰慢？張華認為，依舊是“制氫的技術(shù)會發(fā)展更快一些”。

“我國化工行業(yè)跟氫打交道有一百多年時間，但是它的儲運問題一直沒有很好地解決，這是物理原理決定的。氫需要低于零下253度才能液化，且本身密度很小，目前還沒有技術(shù)能把儲運做得很好。”張華提出的建議是，在未來有氫氣長期存儲需求的可能性下，利用地下鹽洞、溶洞進行氫氣儲存，是大規(guī)模氫氣儲存的最佳方式，具備低成本、經(jīng)濟可行性等優(yōu)勢。

《每日經(jīng)濟新聞》記者發(fā)現(xiàn)，地下儲氫由來已久，此類項目在十多年前，便有歐盟等海外市場開始了研究，并且有些國家進入了測試階段。

對于起步早、應(yīng)用規(guī)模較大的抽水儲能（電儲能的一種）在長期儲能系統(tǒng)中扮演的角色，張華認為，抽水儲能很難滿足電網(wǎng)未來的長期儲能的需求，但氨可以，它在常溫和低壓下就可以是液態(tài)。如今不少西部新能源開發(fā)的項目，把氫做成氨，實現(xiàn)了電-氫-氨化產(chǎn)業(yè)聯(lián)通。

重型燃氣輪機的大規(guī)模發(fā)電應(yīng)用，將支撐大電網(wǎng)發(fā)電

雙碳目標(biāo)下，未來的能源結(jié)構(gòu)會什么樣？張華認為：“分布式發(fā)電和交通領(lǐng)域可以用綠氨，大電網(wǎng)發(fā)電可以用綠氫。”

分布式發(fā)電，氨可作為燃機燃料進行發(fā)電。由于燃機的高效和較小的占地面積，燃料靈活，余熱利用率高，為微網(wǎng)提供能源的高效梯級利用，為推動能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型提供一個方法。

而在交通領(lǐng)域，氨可以作為微（?。┤紮C的燃料，為使用混合動力的交通工具提供電能。由于氨的能量密度比其它無碳的能量形式都高（如氫和電池），氨燃機混合驅(qū)動的運載工具將為交通領(lǐng)域脫碳提供另一條可行的技術(shù)路線。

至于大電網(wǎng)發(fā)電方面，張華表示，氫的大規(guī)模儲存（溶洞）和大規(guī)模運輸（管道）都是經(jīng)濟可行的。對應(yīng)的是重型燃機的大規(guī)模發(fā)電的應(yīng)用，來支撐大電網(wǎng)。

《每日經(jīng)濟新聞》記者注意到，燃氣輪機行業(yè)已經(jīng)發(fā)展數(shù)十年，隨著可再生能源、儲能等技術(shù)的發(fā)展以及控制碳排放的需要，近些年，氫（氨）燃氣輪機技術(shù)開發(fā)漸漸成為潮流。

張華也坦言，現(xiàn)有的燃氣輪機通過改造，可以直接使用氫、氮作為燃料，“但燃氣輪機最初被設(shè)計時，并沒有考慮燒氫、氨，因此，改造后的氫（氨）燃氣輪機的燃燒形式和熱能轉(zhuǎn)換效率都不高。”

“實際上，我國氫（氨）燃氣輪機技術(shù)與成熟的天然氣燃料的燃氣輪機相比，在技術(shù)上還有一定距離，我們的目標(biāo)是向后者看齊。”因此，在張華看來，氫（氨）燃氣輪機的機器效率，未來能達到如今燒天然氣的燃氣輪機效率，才是真正的技術(shù)發(fā)展方向。

水電水利規(guī)劃設(shè)計總院綜合能源部主任工程師李少彥則認為，氫氨燃機在燃氣輪機技術(shù)進步及其國產(chǎn)化后，有很大的降本空間。

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