国家电投:由“点”及“面”推动氢能发展

“不谋全局者,不足谋一域”,这句话用以形容国家电投布局氢能的战略,再贴切不过。

在日前举办的第十三届中国—东北亚博览会上,6台由国家电投氢能公司自主研发的“氢腾FCS65”燃料电池系统的氢能大巴,作为接驳专用客车,在迎来送往中,让中外嘉宾获得直观体验。据了解,今年以来,该系列氢能大巴曾先后作为博鳌亚洲论坛、东盟博览会的接驳专用车,受到国内外高度关注,未来还将在冬奥会场“现身”。

自主化产品亮相的背后,是近年来国家电投由“点”及“面”、推动氢能发展的行动,将为“双碳”目标的实现发挥重要作用。国家电投氢能公司董事长李连荣表示,“国家电投氢能团队的成立,缘于集团公司对国家能源革命、能源安全和技术卡脖子问题的考虑,我们要思考系统性的问题,做全方位的布局。”

“双碳”下的一盘“大棋”

据李连荣介绍,国家电投布局氢能较早,其氢能公司是我国第一个、也是目前唯一一个央企专做氢能的二级单位。“能源革命首先要解决碳的问题。”他认为,“未来的能源革命是几种技术的组合,包括新能源技术,即实现无碳新能源的高效利用,还包括储能和氢能技术,氢能是其中的重要组成部分。”

“在‘双碳’背景下,氢能的发展目标变得很明确。”李连荣说,在终端能源中,电和热的应用仅在30%左右,其余都是化石能源,所以实现“双碳”目标,终端能源的减碳非常重要,而氢恰好可以很好地进入终端,代替化石能源。未来,源端要使用水、风、光等无碳的一次能源,同时使用电、热、氢将源端和终端连接起来,要把氢和源端的清洁能源耦合起来。

与此同时,国家电投布局氢能的初衷,也有着对我国能源安全的考量。在李连荣看来,能源安全,既要保证能源的自主,还要保证能源的稳健。他表示,氢能源的开发将释放无碳的一次能源,调整能源结构,以替代进口的化石能源,减少对进口的依赖;同时,由于电无法做大规模的战略储备,单一的电体系对国家能源安全威胁很大,而将氢和电结合起来,构成“电氢体系”,将有助于能源体系的稳健。

正是基于“双碳”和能源安全的目标,国家电投于2016年开始进军氢能产业。据其子公司——中电智慧综合能源有限公司(以下简称“中电智慧”)副总经理孙向东介绍,集团公司围绕“2035世界一流能源企业”战略目标,力争成为氢能产业技术开发商、绿色氢能供应商和氢能生态系统集成商,推动中国氢能产业发展,助力我国成为能源革命的领先者。

据了解,国家电投在氢能领域的布局,有着“点”和“面”相结合的特点。在“点”的层面,通过氢能公司实现核心技术的自主化,打造“产品线”。同时,在“面”的层面,依托集团公司提供“能源线”作为支撑。孙向东指出,国家电投将打造氢能原生产和供应体系,提供燃料电池及相关终端应用产品,提供综合解决方案和面向用户服务。

以“点”突破直面“卡脖子”难题

国家电投:由“点”及“面”推动氢能发展

国家电投氢能公司成立于2017年5月,从诞生之日起,该公司就承载着实现氢能技术自主化和创新突破的使命,公司始终致力成为氢能技术研发与高端制造一体化平台、氢能领域高端人才集聚基地、国家电投市场化改革的先行者以及我国氢能行业先进技术引领者。

不过,作为一个新兴行业的初创企业,在行业起步阶段必然面临着诸多挑战。在李连荣看来,氢能和储能的不同之处在于储能是电力系统的“最后一块拼图”,由于电力是成熟的系统,所以储能面临的挑战较小。而氢能是新的产业,所有的环节都要重新构建,每一个环节都要考虑。在成立之初,氢能公司的技术是不成体系的,自主技术储备、人才储备很少,必须要做技术和人才的储备。同时在产业链方面,由于上游的材料很少,需要自己做工厂补齐,这个过程成本非常高;而下游则缺少应用场景,需要借助汽车的应用进行切入,每一个环节都面临困难。

“日本从20世纪80年代就开始布局氢能,美国在20世纪60年代就已经有燃料电池技术,我们起步晚,没有技术的积累,就要付出更多的努力。”李连荣表示,传统电力企业建立一个新的工厂后,未来的发展是确定的,而氢能公司面对的市场则是不确定性大于确定性。他认为,至少到2023年以前,企业想从市场上得到很好的收益都不太可能,这个过程需要有巨大的投入和技术积累,实现价值的成长。

在持续的技术研发下,国家电投氢能公司的“产品线”正在不断取得突破。2020年9月份,该公司自主化燃料电池电堆及系统产品氢腾FC-ML80/FCS65发布。电堆额定功率88kW,体积功率密度3.2kW/L,系统额定净输出67kW,质量功率密度350W/kg,可实现-30℃低温启动,技术指标达到国际先进水平,规模量产后价格优势明显。

近期,我国氢能领域的首个“顶层设计”——燃料电池示范城市群政策落地,成为行业发展的重大利好。李连荣认为,示范城市群的落地再次明确了氢能发展的方向,对自主技术提升和产业链发展意义深远,预计在4年示范期结束后的2025年,行业将出现“拐点”,具备推广的基础。他表示,氢能公司将利用示范期的机会,加快推动质子交换膜等核心技术的成熟,解决“卡脖子”问题,建立行业生态。

以“面”支撑打造“电氢”能源体系

如果说氢能公司燃料电池等核心技术的研发,是国家电投从“产品线”出发,实现“点”的突破,那么作为大型能源央企,且拥有超过58%清洁能源装机占比的电源,则从“能源线”的角度为“绿氢”发展提供了“面”的支撑。孙向东表示,正积极探索谷电制氢的新路径,利用现有资源低谷时段制氢,不增加电网投资;改善风电介入,减少晚间弃风,消纳可再生能源;并且参与电网调峰,改善电网质量,开展电网辅助服务。

“氢能是绿色低碳能源,在供给侧可以协助电网储能、调峰,解决新能源消纳,在消费侧通过能源、化工、交通领域替代油气,减少污染和碳排放。”孙向东表示,发达国家均把能源技术视为新一轮科技革命和产业革命的突破口,已经将氢能上升到国家能源战略高度。欧盟作为全球能源和低碳转型进展最为领先、应对气候变化最为积极的国际行为体,将氢能视为绿色、低碳能源转型和应对气候变化的希望,实现经济结构性转型和后疫情时代发展动能的重要路径之一。

据孙向东介绍,氢储能(HES)是近几年受欧洲氢能综合利用后提出的新概念,被认为是智能电网和可再生能源发电规模化发展的重要支撑,并日趋成为多个国家能源科技创新和产业支持的焦点。突破电—氢两种能量载体之间的高效转化、低成本大规模存储和综合高效利用等关键技术,可以解决新能源波动性制氢、电网与管网互联互通和协调控制等关键技术,实现能源网络化大规模存储,实现高效率、低成本的储能技术规模化应用,为构建能源互联网提供技术支撑。

为保障氢能“能源线”的发展,国家电投旗下中国电力国际发展有限公司也在加快氢能的投入。2021年4月,该公司与天津市宁河区签署战略合作协议,双方将共同合作建设新能源基地、氢能产业基地、氢能交通示范区。结合宁河区“生态涵养发展区域”功能定位,计划实施可再生能源(风电、光伏、渔光互补、农光互补)+制氢+氢能产业园+绿色交通,打造绿色零碳示范区。

国家电投在氢能这盘“大棋”的精心布局,与集团公司的高度关注密不可分。2018年,该公司成立氢能工程领导小组,集团公司董事长钱智民挂帅担任组长,并在当年的年度工作报告中,明确提出建设一流的氢能产业。“国家电投清洁能源的发展,已成为行业的‘风向标’,加上在氢能产业的积累,都体现了央企的担当。”在李连荣看来,在“双碳”目标下,未来能源产业将形成以“电氢”为主的现代能源体系,“国家电投不仅要做氢能先进技术与产品供应商和氢能源供应商,也要做氢能产业孵化、投资与运营平台。”

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