数字储能网讯：9月10-11日，由中国化学与物理电源行业协会、南方科技大学碳中和能源研究院、南方电网能源发展研究院联合100余家机构共同支持的碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会在深圳召开。此次大会主题是“绿色、经济、安全、发展”。来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的600余家产业链企业，1317位嘉宾参加了本届大会。10日下午，中能建氢能源有限公司生产管理部总经理助理、高级工程师孙翔受邀在“长时储能技术及应用专场”分享了主题报告，主题为《氢能在未来能源中的作用及广义的氢储能》。孙翔：各位行业专家、同事，大家下午好！我今天分享的题目是“氢能在未来能源中的作用及广义氢储能”。汇报分为三个方面：一是氢在未来能源中的作用，第二是可再生能源制氢与广义氢储能，第三是中国能建典型氢能项目介绍。首先分享几个关键词，一个是能源革命，双碳目标真正开启了我国由化石能源为主的能源向风、光、水、氢、储等清洁综合能源的革命，当然这个能源革命是先立后破的，要建立一个安全稳定的能源系统。第二是百年未有之大变局。我们回顾能源的发展，传统能源无论是火电、核电还是燃机，这些电力能源系统建设大部分是从国外引进的技术。但是新的能源系统的构建则要发挥中国自己的解决方案，比如说我们的特高压已经全球领先，风电、光伏已经弯道超车，未来氢能、储能有好的市场，又有好的技术基础，我相信一定也可以弯道超车。第三是人类命运共同体，发展氢能也好，储能也好，最终是实现《巴黎协定》的温控目标，以及实现中国能源安全，实现自给自足的重要环节。今天是储能专场，我简单给大家汇报一下氢能的一些情况。氢能既有能源属性，还有原料属性，同时还可以做一些还原剂。在能源属性上，它可以在交通、发电领域应用。在原料属性上，它更多的可以用在传统的化工领域，在合成氨和甲醇方面，也就是化工原料，大部分是碳、氢、氧，氢是重要的能源。冶金这一块可以替代焦炭作为还原剂在钢铁冶炼中应用，同时氢能也是能源耦合的中心，是传统化石能源高效利用的一个重要的转换途径，尤其现在是高比例可再生能源发展，氢能也是作为一个重要的支撑。未来我国高比例可再生能源发展的氢能电力，它是波动的绿电，我们可以过滤一下，它稳定的部分可以作为绿电，同时衍生波动的部分，可以把它制成氢，替代传统的化石能源，在发电、化工以及交通和冶炼领域，实现整个能源的清洁替代，是实现碳中和目标的重要途径。在双碳背景下，氢能源和它的原料属性发挥的作用越来越大，这里给出一组预测数据，到2060年中国的氢能需求量将达到10000万吨，其中作为原料大概在5000万吨，作为交通领域的能源大概是4000万吨，造成能量载体大概是1000万吨。氢能对新型电力系统的构建也起到重要的作用，表现在三个方面，一是在制氢站这一块，它可以作为一个可调节的负荷，这一块就是和波动的新能源结合得非常好的，波动的部分我可以把它吃掉，剩余的稳定的部分我是可以上网的，其实这也是一种更广义的储能。第二是可以作为氢-电耦合的模式，支撑高比例可再生能源的发展。第三是零碳的能源载体。预测到2060年，中国的可再生能源装机容量将达到46亿千瓦，电解水制氢这一块将消纳掉10亿千瓦左右。现在的大规模长周期储能，压缩空气储能、抽水蓄能是一个重要的技术，未来随着技术的进步，氢能在长周期、大规模的储能上应该会逐步亮相。氢能也可以作为能源的传送载体，除了电网之外，我可以把西部地区、三北地区丰富的可再生能源制成氢，通过管道或者是氢的衍生物甲醇和合成氨，缓解中国的电网压力。现在新能源的利用小时数，光伏在好一点的地方是1500小时，风电好一点的地方在3000小时，如果未来这些光伏和风电建全容量的电网，它的电网利用小时数平均也就2000多小时，比现在电网的平均利用小时数4000到5000小时是降低很多的。所以为什么两网在电力基础建设这一块是落后于新能源，这是一个重要的原因。如果我的制氢可以吃掉波动的部分，更多稳定的部分通过电网解决，电网的容量通道会大大环节，可以实现电网和新能源的快速匹配发展。这几年国家的氢能政策也是密集出台，从2020年把氢作为一个能源，同时也发布了燃料电池示范城市的政策，这个类似电动车里的十城千辆。同时发改委在十四五新型能源储能中也是将氢能作为一个重要的储能介质，包括氨，它提到的是氢氨作为新型储能介质到2025年大规模应用。还有去年发布的氢能中长期发展规划，也是把氢能作为一个大规模长周期储能的理想介质，尤其是在重点任务这一块提到，积极探索氢储能，探索风光水电+氢储能一体化发展的模式。在这个政策下，内蒙、河北、吉林等等很多大规模的新能源制氢的大基地就出现了，包括青海、甘肃在内。其实氢能是多能耦合的中心，无论是传统化石能源在转化中的高效利用，还是新能源的储能或者能量转换，它都是处于核心的位置，是提高多种能源互补耦合、综合利用的重要途径，也是实现能源的清洁低碳、高效利用的重要选择。刚才各位专家也都介绍了，未来大规模长时储能是氢能源发展的刚需，对比一下这几种储能，我觉得目前相对成熟的，在大规模领域还是抽水蓄能，但是受制于建设周期、选址和对生态的影响，这一块发展的相对比较缓慢。但是从去年开始，两步电价制明确之后，大规模规划了一批抽水蓄能，正在建设中，这个建设周期快的要4年，慢的要7到8年，这个周期是比较长的。在压缩空气储能这一块现在逐步实现了大规模的示范应用，中能建数科集团也建了几个，我们在湖北应城、山东泰安以及甘肃酒泉建了300MW级的压缩空气储能，各项指标都非常好，效率达到接近70%。其它的还有飞轮和超级电容，都是在小规模快速响应方面发挥作用。电化学储能，锂离子这一块在用户端，包括在车上用得比较多，在发电端更多的是调频的应用，或者是现在政府对很多新能源强配的储能。政府强配的新能源储能，真正发挥的作用并不大。刚才严老师也介绍了，“建而不用”是很大的问题。现在无论是政府还是电网，或者是新能源企业，都在探索共享储能的发展模式，这一块可能是液流电池现在发展应用比较好的领域，电网建设、电网调度、电网运营，新能源企业交相应的辅助服务费。氢储能有它的特性，它可以把电到氢再到电，可以解决可再生能源波动的短板，能够吃掉波动的部分，这样既稳定了新能源上网电量，同时也为氢能产业提供了一个绿色的氢的通道。本身氢能的产业也很长，它有制取、利用，包括下游的燃料电池，还有一些传统的化工的绿氢替代、冶金，这本身的产业链也是比较长的，它也是需要绿氢的。其实实现氢储能是一个一举两得的过程。但是氢储能也有它的缺点，如果单纯的电-氢-电的转换效率是太低了，电到氢大概是7%的效率，氢再到电是50%到60%，整体下来只有30%左右的效率。同时，氢到电的过程燃料电池的造价也比较高，所以这一块存在整体效率低、造价高的问题。我们再回到储能的初衷，储能其实就是为了发电端和用户端的动态平衡，电解水制氢在发电端就是一个动态的负荷，为了实现这个平衡，如果是用户端需要这个负荷的时候，用户本身是一个调节的负荷，我就可以降低规模，这个天平就平衡了。如果负荷侧不需要的时候，我可以加大制氢负荷，实现动态平衡的调节，这也是一个储能的过程。所以没必要电到氢再返回电，其实电到氢的单相转换就是一个很好的应用。氢在下游的应用市场很多，它可以作为能源，它就是一个储能的过程，一种能源转化成另一种能源，这也就是一个广义的储能过程。因为储能不仅仅是储电，也可以储其它的能源。储原料也可以，储一个还原剂也可以，只要我把它转化为其它的有用能源，维持动态平衡，就是一个广义的储能。我们推荐的还是电到氢的单相转换，电这一块消纳不稳定的部分制氢，在下游的工业、交通里面利用。我们也做了一张图，在碳中和的背景下，未来高比例增长的新能源，陆上新能源稳定的部分可以通过超高压的输送，不稳定的部分还是把它制成氢。海上风电现在在沿海地区规划也很多，近海浅水区域本身在负荷侧可以全容量接到陆地上消纳掉，未来海上风电向远海深水区，制氢也是一个不错的选择，我制成氢之后，我的海底电缆、海上升压站这一系列的东西都可以省略，制成氢之后，本身我在海上做成合成氨也好，做成其它的也好，作为类似于产天然气的海上油气平台，本身就是一个产绿色能源的过程。氢这一块是一个重要的能源载体。存量的化石能源的高效利用，氢也是一个重要的途径，这里就不展开讲了。氢储能解决了储能的问题，另外还可以解决运输的问题。做成氢的衍生品，做成氨等等，都可以缓解大电网运输的压力，如果将来液氢的技术成熟，也可以事前千公里以上的液氢运输半径。可再生能源制氢，不仅拓展了氢的应用领域，也拓展了氢的运输通道。再看现在可再生能源制氢的经济性，因为产业的发展，首先要政策的支持，最主要的还有几个方面，一个是它的技术成熟度，一个是它的经济性，还有它的市场需求，市场需求就不用说了，传统的灰氢市场替代非常大，另外是技术成熟度，现在电解水制氢的技术方案，应该是通过多年的小规模电解水制氢应用，只是把原来10方、20方的电解水制氢扩展到1000方、2000方甚至更大的规模。经济性这一块，随着化石能源价格的高企，前两年煤炭、天然气的制氢价格已经其三北地区资源比较好的地方的制氢的价格持平，当然今年煤炭价格有回落，我们可以对比一下，煤炭在1200到1400元的时候制出来的氢大概是16到20块钱一公斤，现在新能源风光资源好的地方，电价就是0.2元到0.25元之间，它制出来的氢也就对应煤炭1200到1400价格的水平，去年煤炭是飙升到这个价格的，现在煤炭价格有所回落，但是总的来说煤炭是不可再生的，并且还有一系列的碳排放的压力，未来这一块新能源制氢的经济性逐渐会凸显。再对比天然气，天然气现在的价格也不低，去年更高，对比三北地区的资源比较好的地方，跟天然气制氢的价格是相当的，并且我们是一个天然气进口国，这里面有能源安全的问题，包括化工产品出口绿证需要的绿氢，可以实现绿证的附加值。再看我们的市场分布，右边这张图是传统的灰氢的产能分布，左边是中国的风资源分布，可以看到这两个分布重叠度是比较高的，未来大规模的新能源制成氢，可以实现灰氢在市场这一块的无缝替代。当然氢这一块也要客观看一下具体应用在哪些方面，中国的电气化已经做得非常好了，能用电器化实现脱碳的，尽量通过电气化实现脱碳，氢能主要用在电气化没法实现脱碳的地方，比如说重载电动领域，现在的电动重卡的续航只有200公里之内，还要配3到5吨的大电池，这个电池占了它本身1/10左右的载重量，还有航空、航天、航海、钢铁冶炼，钢铁冶炼是需要焦炭的，以及化工领域，现在化工领域的电可以用绿电，但是化工原料没法实现绿色化，氢作为一个绿色原料，包括它衍生的甲醇、氨都可以实现化工领域的深度清洁替代。这是世界能源政治版图，现在的能源政治版图是基于地底下的天然气和石油，未来的能源政治版图就是新能源通过制成氢以及氢的衍生物（甲醇、氨）实现跨周期贸易，未来新能源发展好的国家相当于现在的中东这些石油国家。解决了绿氢的运输问题以及它衍生的产品运输问题，也是实现广义能够安全的问题。最后介绍一下中国能建在氢能领域的布局。中国能建本来是一家建筑央企，服务于能源和基础建设领域，现在也是向新能源和新基建、新产业（三新能建）转型，也非常注重氢能的发展，同时也注重储能的发展，中国能建提出一个中心、两个支撑点。一个中心是以3060系统解决方案为中心，两个支撑点是氢能和储能，把氢能和储能的地位提得非常高。同时也分别注册50亿成立了两个公司，一个是氢能公司，一个是数科集团。我所在的是氢能公司，是做氢能业务的投建运营一体化，产业研发平台、技术研发平台和技术应用平台。储能成立的公司是数科平台，主要是在压缩空气储能一块。氢能源公司投资建设了一大批绿色氢基项目以及衍生的氢基化工项目，我们在甘肃兰州、酒泉有大规模的绿色制氢基地，在内蒙巴彦淖尔和吉林松原建立了大规模新能源制氢和新能源制氢衍生的氨和甲醇。中国能建在吉林松原规划投资建设一个60万吨的新能源制氢项目，一期20万吨的制氢，2万吨的绿色甲醇，并且配套800MW的新能源，这个项目是由我负责的。这个项目800MW的新能源中只有20%和电网相连，类似于一个跟电网弱电脑的孤网，新能源发的电通过高压输送到我的制氢站，一年制4万吨氢，氢大部分用于合成氨和甲醇，这个项目实现了化工领域百分之百的绿色替代。我们传统的化工要么来自煤头、油头，或者气头，这个化工项目百分之百由绿色新能源的电头来支撑的，未来尤其是在三北地区，新能源资源好，同时又送不出去的这个场景，是可以大规模复制推广利用的，并且这个项目跟电网也有一个弱连接，是20%的连接。这个项目因为在吉林松原，它更多面临的是消纳的问题，不是调节的问题，如果是调节的问题，这个比例可以提高到50%，电网的时候发电，电网不需要的制氢，可以和电网实现互动。但是那边存在电网送不出的问题，所以只有20%跟电网连接，少量的送出电网，同时也可以调节电网，实现广义的储能。当然这个20%也有很多是抄作业的成分，内蒙、河北很多地方都是20%上网。未来我们建议适当的提高比例，实现整个能源的融合贯通。这个项目的第二个特点是新能源和化工的深度耦合，中国能建本来是电力的建设企业，现在做了氢、氨和醇，它新能源电力和化工深度耦合的项目，也是促进了两个行业的融会贯通。这个项目第三个特点，这个项目通过化工和新能源的匹配，中间设置一些新的技术，或者是化工也是电解水，实现的同时，化工下面的合成氨、合成甲醇也实现可调节，类似于传统的化工里面做到源随荷动，更多的消纳新能源，实现新能源和化工的深度结合，通过这个项目未来也可以实现化工领域的深度调节推广，其实也是用户侧和发电侧的动态平衡，只要这个动态平衡处理好了，储能的问题就解决了，包括我们的合成氨也是动态、柔性技术，在化工领域解决用户侧的波动、快速调节也是做了大量的突破。第四个特点，有20%是联网的，是跟电网融会贯通的。同时这个项目也是做了甲醇，现在甲醇的绿色认证是必须要二氧化碳，碳源是绿色的，一个是空气中直接捕捉DIC，工业化实现的难度非常大，我这个项目采用生物质富氧燃烧，我可以直接出来高浓度的二氧化碳，氧气就是电解水制氢的副产氧，实现副产氧的利用，把电解水出来的东西吃干榨尽，也是实现了能源的百分之百利用，制出来的绿色甲醇也是通过了国际认证。生物质富氧燃烧也可以产生一些蒸汽，实现北方化工园区零碳排的供热技术。这种项目的典型意义还是比较多。我今天的介绍就到这里，谢谢大家。来源：数字储能网新闻中心 2024CIES第十四届中国国际储能大会于2024年3月11-13号在杭州国际博览中心举办，展出面积4万多平方米，展位开始预定，具体信息请电话联系：。 电话：马焕英  （加微信进群交流请备注好公司名称和个人名字）地址：北京市阜成门外大街四川大厦东塔楼13层官网：www.escn.com.cn 投稿邮箱：mahuanying@escn.com.cn