水電是我國大力發(fā)展的清潔能源，但在電力過剩時如何消納卻成為難題。在解決大量棄水問題上，業(yè)界有觀點認(rèn)為，通過電解技術(shù)制成氫氣利用，或許是消納棄水電量的有效方法。那么水電制氫的構(gòu)想，能否給高效利用水電資源打開新的思路呢？近日，本報記者就富余水電制氫等相關(guān)問題對清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院常務(wù)副院長高峰進(jìn)行了采訪。
“水電制氫”熱度升溫
記者：我們注意到，“水電制氫”近來被頻繁提及，對此，您有什么感觸？
高峰：可再生能源發(fā)電近年來在我國迅猛發(fā)展，但由于其時空的不均衡性，造成大量資源沒有被充分利用。以近零邊際成本的富余可再生能源發(fā)電生產(chǎn)清潔高效的二次能源──氫氣，再以替代化石燃料氣供熱，為交通等行業(yè)通過燃料電池技術(shù)供能等方式利用氫氣是一條可行的途徑。這也是能源互聯(lián)網(wǎng)中通過多種能源協(xié)同提升能源系統(tǒng)整體效能的一種體現(xiàn)。
水電由于直接擁有電解制氫的原料──水，相比于其他可再生能源發(fā)電制氫具有更大的優(yōu)勢。當(dāng)前，四川省水電裝機接近全省電力裝機總量的80%，年外送水電千億千瓦時以上，但隨著四川省以及全國用能增速放緩，大量水電富余，近兩年棄水電量都在百億千瓦時水平，亟需途徑消納。清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院正在協(xié)助四川省以水電制氫作為重要手段解決富余水電消納問題，并希望形成供西南水電豐富地區(qū)借鑒的經(jīng)驗。
記者：您認(rèn)為當(dāng)下是談?wù)摗八娭茪洹钡暮线m時機嗎？
高峰：我認(rèn)為現(xiàn)在不是“談?wù)摗?，而是“發(fā)展”水電制氫及氫能利用等氫產(chǎn)業(yè)鏈的“最佳時機”。
首先從政策因素來看，我國的可再生能源裝機比例逐年上升，有利于可再生能源生產(chǎn)的政策頻繁出臺，同時我國用電量增速放緩，這利好包括制氫在內(nèi)的可再生能源消納相關(guān)產(chǎn)業(yè)。另外從環(huán)境因素來看，2030年碳排放“達(dá)峰”是一個硬約束，而氫氣本身用于供能并不產(chǎn)生碳排放，因此可以說用電解制氫的“氫能替代”是“電能替代”的一部分。
此外，在資源稟賦合適、政策引導(dǎo)得當(dāng)?shù)那疤嵯?，氫氣代替化石能源燃料氣具有一定的?jīng)濟(jì)性，燃料電池技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步速度也非?？欤磥碛脷淝熬拜^好。這些因素共同促成了可再生能源制氫消納的 “最佳時機”的到來。
記者：那么，國際上利用富余水電制氫來解決大量棄水的情況如何？
高峰：中國水電總裝機容量占全球1 ／4、世界第一，水電消納問題很難找到國外的經(jīng)驗來借鑒。國際上對通過富余可再生能源制氫正在開展相關(guān)工作，比如日本環(huán)境部計劃投入30億日元在幾個區(qū)域推動電解制氫設(shè)備以及儲存設(shè)備的建設(shè)，一部分制得的氫氣將運送到加氫站，供燃料電池汽車使用。
電價及競爭力成挑戰(zhàn)
記者：富余水電制氫如若可行，這對四川、云南等水電大省意味著什么？在解決大量棄水問題上，您如何定義它的角色或作用？
高峰：對四川、云南等水電大省而言，富余水電制氫意味著“棄水”問題將在相當(dāng)程度上得到解決。如果政策配套得當(dāng)，那么富余水電制氫一方面可以通過替代工業(yè)用和交通用化石燃料等方式最終消納水電，助力“清潔替代”和“電能替代”，另一方面可以有效推動以燃料電池為代表，包括納米技術(shù)、高分子技術(shù)等高精尖技術(shù)的氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，協(xié)助能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。
記者：根據(jù)您的經(jīng)驗，富余水電制氫在解決大量棄水問題上面臨哪些困難和挑戰(zhàn)？
高峰：目前看來，富余水電制氫利用解決棄水問題技術(shù)上可行，困難和挑戰(zhàn)在于制氫電價是否合理，同時氫氣利用的方式是否有競爭力。我們希望，一方面通過較嚴(yán)格的碳排放與污染物排放控制手段來增強氫氣等清潔二次能源的使用率，另一方面推動燃料電池相關(guān)技術(shù)的研究與應(yīng)用，使得氫氣能夠盡可能經(jīng)濟(jì)地獲得利用。
記者：若考慮到低成本和低排放，富余水電制氫有什么優(yōu)勢和劣勢？
高峰：能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注整個能源系統(tǒng)和能源產(chǎn)業(yè)鏈，推動氫能發(fā)展也要從氫能的生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費、交易各個環(huán)節(jié)綜合考慮，這也是我們在四川推進(jìn)富余水電制氫的做法，要形成可持續(xù)、可復(fù)制的模式。富余水電制氫的優(yōu)勢在于全生命周期碳排放很低，氫氣利用效率較高，且富余水電制氫成本相比于常規(guī)網(wǎng)電制氫成本會有大幅度的降低。劣勢在于，若不考慮環(huán)境影響，氫能和化石能源相比難以具備成本優(yōu)勢，且我國的燃料電池技術(shù)還有較大的進(jìn)步空間。
記者：如果以后棄水問題得以解決，那么制氫項目會不會難以為繼？
高峰：以氫能的清潔、零碳特性，這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來后被淘汰掉的可能性目前還看不到。舉例來講，在氫燃料電池技術(shù)成熟后，100萬輛燃料電池私人乘用車每年即可消納100億千瓦時水電產(chǎn)生的較高價格的氫氣，制氫企業(yè)還可以同時保證利潤。
