剛剛結(jié)束的聯(lián)合國氣候大會(huì)cop26，包括中美在內(nèi)的締約國達(dá)成一致，將逐步減少煤炭使用，化石燃料時(shí)代或?qū)⒔K結(jié)。同時(shí)自“3060”雙碳目標(biāo)提出以來，中國不斷深入推進(jìn)碳達(dá)峰行動(dòng)，推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。
但是氫能、風(fēng)能等清潔能源是否能彌補(bǔ)化石燃料的空缺？有專家認(rèn)為，儲(chǔ)能是清潔能源當(dāng)下發(fā)展最重要的瓶頸，如何克服這一瓶頸，是降低我國煤發(fā)電的關(guān)鍵所在。
儲(chǔ)能已成重要突破口
上海交通大學(xué)上海高級(jí)金融學(xué)院教授陳宏認(rèn)為，我國水電、太陽能和風(fēng)能發(fā)電常常遇到棄水棄光棄風(fēng)問題，主要是由于地理位置造成。我國大多數(shù)水光風(fēng)資源分布在西南和西北偏遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)離需求巨大的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)?！澳壳?，主要解決方案就是鋪設(shè)更多電網(wǎng)，讓這些可再生能源盡量可以上網(wǎng)，通過電網(wǎng)使偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)電供應(yīng)方與發(fā)達(dá)地區(qū)使用方匹配?！?/p>
9月7日，全國綠色電力交易試點(diǎn)啟動(dòng)，上海多家行業(yè)龍頭企業(yè)一舉簽訂了采購寧夏2022年至2026年連續(xù)5年間、總計(jì)15.3億千瓦時(shí)光伏電量的重磅訂單，成為全國綠電交易開市后的首批跨省跨區(qū)交易訂單。
除了綠電上網(wǎng)之外，綠電供能另外一個(gè)主要問題就是供電時(shí)間周期性、不確定性?！疤柲苤皇窃诎滋烨缣觳庞?，風(fēng)力也會(huì)變化無常。目前主要解決方案是用其它傳統(tǒng)能源調(diào)節(jié)，但當(dāng)這些可再生能源發(fā)電占比變高時(shí)，這種調(diào)節(jié)就會(huì)很困難?！鄙虾＝煌ù髮W(xué)上海高級(jí)金融學(xué)院黨委書記朱啟貴拿德國舉例，2020年德國風(fēng)電占發(fā)電總量27%，但是今年夏季晚期到秋季卻遭遇缺電，其中一個(gè)重要原因就是今年風(fēng)力太弱，傳統(tǒng)能源發(fā)電又受到天然氣短缺影響。
陳宏認(rèn)為，當(dāng)可再生能源成為主要發(fā)電來源時(shí)，解決其供電時(shí)間上周期性和不確定性的重要解決方案就是儲(chǔ)能，依靠儲(chǔ)能來“削峰填谷”，也就是在發(fā)電高峰時(shí)將部分電能儲(chǔ)存起來，在發(fā)電低估時(shí)將儲(chǔ)存的電釋放出來。
去年12月，美國《能源儲(chǔ)存重大挑戰(zhàn)：能源儲(chǔ)存市場報(bào)告》分析了全球七個(gè)儲(chǔ)能主要技術(shù)，包括鋰電池、鉛酸電池、抽水蓄能水電、壓縮空氣儲(chǔ)能、氧化還原液流電池、高壓和液氫、建筑熱能儲(chǔ)存。報(bào)告顯示，按照現(xiàn)有技術(shù)，2018年全球總儲(chǔ)能量大約是5億度電，而2018年全球可再生能源總量為22.9萬億度。也就是說，全球總儲(chǔ)能量只占可再生能源產(chǎn)量的萬分之0.218。
近日，國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中明確提到，加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)，推動(dòng)清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置。積極發(fā)展“新能源+儲(chǔ)能”、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)，支持分布式新能源合理配置儲(chǔ)能系統(tǒng)。制定新一輪抽水蓄能電站中長期發(fā)展規(guī)劃，完善促進(jìn)抽水蓄能發(fā)展的政策機(jī)制。加快新型儲(chǔ)能示范推廣應(yīng)用。深化電力體制改革，加快構(gòu)建全國統(tǒng)一電力市場體系。到2025年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦以上。到2030年，抽水蓄能電站裝機(jī)容量達(dá)到1.2億千瓦左右，省級(jí)電網(wǎng)基本具備5%以上的尖峰負(fù)荷響應(yīng)能力。
由此可見，儲(chǔ)能已成為清潔能源發(fā)展的重要突破口。
常溫常壓儲(chǔ)氫，我國已走在前列
“要想解決儲(chǔ)能的瓶頸，就必須依靠新技術(shù)，比如通過氫大規(guī)模儲(chǔ)能。”陳宏解釋說，氫能規(guī)模巨大，每個(gè)水分子中有兩個(gè)氫原子，而地球表面70%被水覆蓋。無論是燃料電池通過電化學(xué)轉(zhuǎn)換成電、還是氫內(nèi)燃機(jī)通過燃燒轉(zhuǎn)換成動(dòng)力，它們轉(zhuǎn)換過程使氫與氧結(jié)合而形成水，從而實(shí)現(xiàn)零排放。
陳宏告訴記者，制約氫能使用的關(guān)鍵問題仍是如何儲(chǔ)氫。現(xiàn)有主流儲(chǔ)氫方案是高壓儲(chǔ)氫或超低溫液化儲(chǔ)氫，今年2月，氫能委員會(huì)在《氫能洞察：氫能投資、市場發(fā)展和成本競爭力的觀點(diǎn)》中，首次提到常溫常壓液體有機(jī)儲(chǔ)氫這一全新技術(shù)。
“簡單來說，這個(gè)技術(shù)基于一個(gè)稱為儲(chǔ)油的有機(jī)液體，它在一定溫度、壓力和催化劑作用下與氫反應(yīng)形成一個(gè)新的含氫的稱之為氫油的液態(tài)有機(jī)化合物。這是一個(gè)可逆化學(xué)反應(yīng)過程，氫油在一定溫度和催化劑作用下又還原出儲(chǔ)油同時(shí)釋放出氫?！标惡晏岬搅嗽摷夹g(shù)的應(yīng)用場景：用可再生能源發(fā)電，當(dāng)發(fā)電高峰或電無法上網(wǎng)情況下，通過電解水制氫。氫與儲(chǔ)油結(jié)合生產(chǎn)出氫油，這個(gè)過程猶如在煉油廠將石油煉成汽油。然后將氫油如運(yùn)輸汽油一樣運(yùn)輸?shù)叫枰脷涞胤?，比如加氫站。用氫時(shí)通過一個(gè)化學(xué)裝置將氫油中釋放出來，氫可以用于燃料電池，可以用于氫內(nèi)燃機(jī)。
“與現(xiàn)有高壓和深冷液化儲(chǔ)氫技術(shù)相比，這個(gè)技術(shù)最大優(yōu)勢就是安全、低成本、可以充分利用現(xiàn)有基于石油的基礎(chǔ)設(shè)施。”朱啟貴表示，日本千代田（chiyoda）今年2月第一次利用這一技術(shù)將文萊氫氣運(yùn)輸?shù)饺毡居糜诎l(fā)電，德國也在積極推動(dòng)這個(gè)技術(shù)。
不過，我國在液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。早在2016年9月，氫陽能源試驗(yàn)成功全球首臺(tái)基于常溫常壓液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫技術(shù)的工程巴士樣車。之后，它們又與多家車企合作研制了5代基于液體有機(jī)儲(chǔ)氫供氫系統(tǒng)的燃料電池巴士和卡車。截至目前，仍是全球唯一可以用于交通應(yīng)用的液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫供氫系統(tǒng)。
評(píng)論