來,各地原油、煤炭、天然氣價格大幅上漲,全球能源危機悄然來臨,并有愈演愈烈之勢。具體來看,此次能源危機主要圍繞傳統(tǒng)化石能源展開,能源價格的一路攀升造成了全球范圍內(nèi)的供電緊張、工業(yè)生產(chǎn)承壓,高企的電價以及天然氣和汽油短缺也對居民生活造成干擾。同時,疊加新一輪全球通脹來襲,相關(guān)產(chǎn)品的供需缺口拉大,能源危機也開始向其他領(lǐng)域蔓延。
本輪能源危機爆發(fā)在全球經(jīng)濟重啟、流動性過剩等背景下,根源卻是各國集中能源轉(zhuǎn)型:大力淘汰或限制煤炭發(fā)電、核能發(fā)電,導(dǎo)致傳統(tǒng)能源的產(chǎn)能彈性大幅下滑;新能源發(fā)電能力波動較大,儲能技術(shù)及基礎(chǔ)設(shè)施未能銜接上,令能源供應(yīng)出現(xiàn)很大的缺口;疊加全球范圍內(nèi)極端天氣頻發(fā),嚴(yán)重拖累綠色能源發(fā)電、引發(fā)對傳統(tǒng)能源的發(fā)電需求激增,最終觸發(fā)了能源危機。
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那么,有沒有一種能源,既能把具有間歇性的可再生能源有效轉(zhuǎn)換和存儲,又能清潔穩(wěn)定的應(yīng)用,不僅可以促進(jìn)全球能源轉(zhuǎn)型,還可以有效應(yīng)對能源危機的發(fā)生?——氫能可以做到。
靈活高效、綠色低碳?xì)淠芸捎行?yīng)對能源危機
天然氣作為化石能源中相對清潔的能源,被看作是能源轉(zhuǎn)型過程的“良方”,在多國能源轉(zhuǎn)型中扮演了重要角色。歐洲地區(qū)電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整較快,可再生能源、核能、天然氣占整體發(fā)電結(jié)構(gòu)比重大于煤炭,這也為此次能源危機中天然氣價格暴漲埋下了種子。在過去的十幾年,全球水電、風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電產(chǎn)能激增,但新能源都存在著不穩(wěn)定的因素,且難以大規(guī)模存儲;同時在電網(wǎng)的應(yīng)用端,電力供應(yīng)和需求必須持續(xù)、完美地平衡,新能源發(fā)電較難達(dá)到要求。
氫能具有零排放、可跨能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和可大容量、長時間儲能等特點,有望成為應(yīng)對新能源大規(guī)模接入,并有效解決能源危機的方案之一。首先,通過推動氫能的大規(guī)模應(yīng)用,有助于大幅降低我國石油和天然氣的消費總量,有效降低能源對外依存度,對于保障國家能源安全具有重要意義;其次,以氫氣作為能源媒介形成的完整氫能供應(yīng)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),可以在已有的電網(wǎng)之外形成一個覆蓋全國的氫能網(wǎng)絡(luò),提升我國能源網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和容錯率,同時通過電網(wǎng)和氫網(wǎng)的耦合,可以實現(xiàn)不同能源網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同優(yōu)化,使我國能源網(wǎng)絡(luò)更加安全高效;第三,通過大規(guī)模可再生能源制氫,可以實現(xiàn)能源跨地域和跨季節(jié)的優(yōu)化配置,形成創(chuàng)新型多能互補系統(tǒng),實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域化石能源的大規(guī)模替代,是實現(xiàn)長期碳減排、推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要途徑。
氫能在未來能源系統(tǒng)中擁有的三大定位:一是高效低碳的二次能源。如在交通領(lǐng)域由燃料電池替代燃油發(fā)動機、家用熱電聯(lián)產(chǎn)、天然氣摻氫等;二是靈活智慧的能源載體。促進(jìn)可再生能源的規(guī)?;{,構(gòu)建多能互補的智慧化能源體系,包括分布式電源、應(yīng)急保障電源等;三是綠色清潔的工業(yè)原料。綠色氫氣替代傳統(tǒng)工業(yè)制氫工藝增加氫氣使用,生產(chǎn)高值產(chǎn)品。
能源轉(zhuǎn)型道阻且長需耐心地行則將至
全球各國聯(lián)手實施碳中和政策,從應(yīng)對氣候變化上看是正確的和必然的,不過改變能源生產(chǎn)與消費的業(yè)態(tài)和結(jié)構(gòu)是一場遠(yuǎn)征,在過渡期內(nèi)的突發(fā)因素影響、產(chǎn)生混亂必不可免。在疫情擾動,自然災(zāi)害頻發(fā)的年份,部分國家激進(jìn)的能源轉(zhuǎn)型也暴露了風(fēng)險。短期來看,隨著冬季到來、整體用電季節(jié)性回升,疊加傳統(tǒng)能源供應(yīng)難明顯擴張,本輪能源危機或?qū)⑦M(jìn)一步發(fā)酵。中長期而言,全球碳中和的大背景下,傳統(tǒng)能源產(chǎn)能日益萎縮與綠色新能源供給波動較大、疊加儲能系統(tǒng)需要較長時間建立的“碰撞”下,能源危機的爆發(fā)可能較過往變得更加頻繁。
在以上的情景下,發(fā)展氫能就顯得尤為重要。從全球來看,歐、美、日、韓等20多個國家及地區(qū)均發(fā)布了氫能戰(zhàn)略,并已經(jīng)開始推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)布局:美國、日本從70年代就將氫能作為技術(shù)儲備,最先在細(xì)分領(lǐng)域形成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢;德國、英國等歐洲國家在碳減排趨勢下,加速推動既有技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;澳大利亞、加拿大和中東等地資源豐富,傾向于出口氫氣和技術(shù)裝備。
對于我國氫能產(chǎn)業(yè)而言,仍面臨諸多挑戰(zhàn):一是氫需要二次轉(zhuǎn)換,有部分電力和能量損耗,且目前綜合成本較高,不符合經(jīng)濟性;二是國內(nèi)氫能技術(shù)尚有短板,材料、設(shè)備等方面仍存在卡脖子環(huán)節(jié);三是氫儲運、液氫成本及技術(shù)壁壘較高,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不健全;四是國家整體規(guī)劃尚未出臺,法律法規(guī)不健全,亟待建立氫能檢測認(rèn)證體系。但正是因為機遇與挑戰(zhàn)并存,才要積極尋求技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的突破。雖然業(yè)界仍然有很多質(zhì)疑氫能的“聲音”存在,但氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一個漫長的過程,要給它市場發(fā)展空間和時間,才能看到真實的作用與發(fā)展前景。
同時,電與氫的關(guān)系并不矛盾,氫能促進(jìn)會認(rèn)為宜電則電,宜氫則氫。用電/用氫的界定原則在國家“清潔低碳、安全高效”的能源戰(zhàn)略上,在可再生能源上網(wǎng)不經(jīng)濟的情況下可考慮就地制氫,并推動脫碳、其他領(lǐng)域氫能應(yīng)用。拋開經(jīng)濟性,新型的電力系統(tǒng)是在供給側(cè)盡可能用清潔能源,應(yīng)用端增加清潔能源的使用,構(gòu)造分布式電網(wǎng)和微網(wǎng)集群,參與電網(wǎng)調(diào)節(jié),而氫能可在此系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
長遠(yuǎn)考慮,以可再生能源替代傳統(tǒng)能源的全球能源轉(zhuǎn)型是一項巨大的系統(tǒng)工程,而能源結(jié)構(gòu)調(diào)整無法一蹴而就,在新能源尚未形成可靠的韌性、儲能技術(shù)尚未成熟的情況下,全球?qū)茉慈詫⒋嬖诓豢杀苊獾囊蕾囆?。在全球能源轉(zhuǎn)型的漫漫長路中,既要積極減碳應(yīng)對氣候問題,又要警惕和加強預(yù)防能源危機的“偷襲”,同時要兼顧技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐,最終才能開辟出一條清潔安全、靈活穩(wěn)定的氫能新路徑。
原標(biāo)題:我國氫能產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)