2023年3月25日,国家重点研发计划中的固态储氢开发项目率先在广东广州和云南昆明实现并网发电。这是我国首次利用光伏发电制成固态氢能并成功应用于电力系统,对于推进可再生能源大规模制氢、加快建成新型电力系统具有里程碑意义。固态储氢解决了“绿电”与“绿氢”灵活转换的难题,这一重大变革性技术,未来有望成为支撑电力系统向高级形态演化的重要驱动力量。
中国电力科学研究院有限公司技术战略研究中心主任闫华光认为,电氢耦合可提升电力系统灵活性,谷电制氢、氢能发电及热电联供系统将在园区、备用电源领域等特定场景下得到进一步推广应用。随着风光新能源发电量占比不断攀升,当占比超过50%时,氢储能电站作为大规模长周期跨季节储能方式,其作用和优势会进一步凸现。
其他领域氢能应用屡获突破
除了在交通领域和电力领域的应用范围不断拓展外,氢能在化工、建筑、冶金等领域的应用也在不断拓展。
在化工领域,中国寰球工程有限公司北京分公司工艺部副主任唐硕认为,发挥氢能的枢纽作用,不断突破创新氢能与绿色化工技术,构建新能源与化工耦合发展的新格局,是解决全球气候危机,深度降低二氧化碳排放的重要手段,是重构全球能源供应体系,解决可再生能源消纳的重要方式。从化工领域用氢企业产量来看,据不完全统计,我国2022年合成氨产量约为6000万吨、合成甲醇产量约8100万吨,其氢气需求量分别达到约1059万吨、1012万吨。从项目分布区域来看,主要集中在可再生资源丰富的“三北”地区,其中内蒙古多伦风光储氢制绿氨项目规模达到60万吨,内蒙古赤峰风光制绿氢绿氨一体化示范项目、内蒙古通辽储氢氨一体化零碳产业园、辽宁台安新能源制氢制氨项目的规划绿氢合成氨产能均达到30万吨级别。
在建筑领域,氢能可作为清洁能源解决建筑用能问题,通过氢燃料电池系统,将氢能转化为电能和热能;热能通过热泵可转化为冷能,配合储热(冷)水设施,用于建筑日常用电、夏季制冷和冬季取暖。2022年8月1日,世界首个实用化和规模化零碳智慧能源中心——陕西榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心示范项目建成投用。该项目是世界上首个实现包含氢能在内的零碳多能源供需系统实用化和规模化的示范应用,为实现碳达峰碳中和目标提供了新的技术路径。
在冶金领域,2022年2月,中国宝武湛江钢铁零碳示范工厂百万吨级氢基竖炉开工建设。该项目是国内首套百万吨级氢基竖炉,也是首套集成氢气和焦炉煤气进行工业化生产的直接还原生产线,项目投产后对比传统铁前全流程高炉炼铁工艺同等规模铁水产量,每年可减少二氧化碳排放50万吨以上。