水電是我國(guó)大力發(fā)展的清潔能源，但在電力過(guò)剩時(shí)如何消納卻成為難題。在解決大量棄水問(wèn)題上，業(yè)界有觀點(diǎn)認(rèn)為，通過(guò)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(kāi)新的思路呢？近日，本報(bào)記者就富余水電制氫等相關(guān)問(wèn)題對(duì)清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院常務(wù)副院長(zhǎng)高峰進(jìn)行了采訪(fǎng)。
“水電制氫”熱度升溫
記者：我們注意到，“水電制氫”近來(lái)被頻繁提及，對(duì)此，您有什么感觸？
高峰：可再生能源發(fā)電近年來(lái)在我國(guó)迅猛發(fā)展，但由于其時(shí)空的不均衡性，造成大量資源沒(méi)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(guò)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(guò)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(shì)。當(dāng)前，四川省水電裝機(jī)接近全省電力裝機(jī)總量的80%，年外送水電千億千瓦時(shí)以上，但隨著四川省以及全國(guó)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(shí)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(wèn)題，并希望形成供西南水電豐富地區(qū)借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
記者：您認(rèn)為當(dāng)下是談?wù)摗八娭茪洹钡暮线m時(shí)機(jī)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(shí)機(jī)”。
首先從政策因素來(lái)看，我國(guó)的可再生能源裝機(jī)比例逐年上升，有利于可再生能源生產(chǎn)的政策頻繁出臺(tái)，同時(shí)我國(guó)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(lái)看，2030年碳排放“達(dá)峰”是一個(gè)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(shuō)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?lái)用氫前景較好。這些因素共同促成了可再生能源制氫消納的 “最佳時(shí)機(jī)”的到來(lái)。
記者：那么，國(guó)際上利用富余水電制氫來(lái)解決大量棄水的情況如何？
高峰：中國(guó)水電總裝機(jī)容量占全球1 ／4、世界第一，水電消納問(wèn)題很難找到國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)來(lái)借鑒。國(guó)際上對(duì)通過(guò)富余可再生能源制氫正在開(kāi)展相關(guān)工作，比如日本環(huán)境部計(jì)劃投入30億日元在幾個(gè)區(qū)域推動(dòng)電解制氫設(shè)備以及儲(chǔ)存設(shè)備的建設(shè)，一部分制得的氫氣將運(yùn)送到加氫站，供燃料電池汽車(chē)使用。
電價(jià)及競(jìng)爭(zhēng)力成挑戰(zhàn)
記者：富余水電制氫如若可行，這對(duì)四川、云南等水電大省意味著什么？在解決大量棄水問(wèn)題上，您如何定義它的角色或作用？
高峰：對(duì)四川、云南等水電大省而言，富余水電制氫意味著“棄水”問(wèn)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(guò)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(dòng)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(jí)。
記者：根據(jù)您的經(jīng)驗(yàn)，富余水電制氫在解決大量棄水問(wèn)題上面臨哪些困難和挑戰(zhàn)？
高峰：目前看來(lái)，富余水電制氫利用解決棄水問(wèn)題技術(shù)上可行，困難和挑戰(zhàn)在于制氫電價(jià)是否合理，同時(shí)氫氣利用的方式是否有競(jìng)爭(zhēng)力。我們希望，一方面通過(guò)較嚴(yán)格的碳排放與污染物排放控制手段來(lái)增強(qiáng)氫氣等清潔二次能源的使用率，另一方面推動(dòng)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(shì)和劣勢(shì)？
高峰：能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注整個(gè)能源系統(tǒng)和能源產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)氫能發(fā)展也要從氫能的生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)、交易各個(gè)環(huán)節(jié)綜合考慮，這也是我們?cè)谒拇ㄍ七M(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(shì)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(huì)有大幅度的降低。劣勢(shì)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(shì)，且我國(guó)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(wèn)題得以解決，那么制氫項(xiàng)目會(huì)不會(huì)難以為繼？
高峰：以氫能的清潔、零碳特性，這個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái)后被淘汰掉的可能性目前還看不到。舉例來(lái)講，在氫燃料電池技術(shù)成熟后，100萬(wàn)輛燃料電池私人乘用車(chē)每年即可消納100億千瓦時(shí)水電產(chǎn)生的較高價(jià)格的氫氣，制氫企業(yè)還可以同時(shí)保證利潤(rùn)。
