“氫氨+新能源”是實現碳中和的一個可行路徑？專家：在交通領域，氫氨與柴油的PK時機已經到來

2021年，中共中央、國務院在《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提出，到2060年，我國非化石能源消費比重達到80%以上。

而90%以上的非化石能源都是通過電能轉換的，電力行業是中國碳排放總量最大的單一行業，因此，中國要實現“雙碳”目標，電力系統的低碳變革勢在必行。高比例的可再生能源，替代傳統一次能源成為新型電力系統的典型特征。

對于未來新型電力系統的發展方向，在3月31日中國能源研究會與自然資源保護協會（NRDC）聯合舉辦的“新型電力系統沙龍”活動上，中國能源研究會能源政策研究室主任林衛斌指出，除了能源品種結構的變化，即化石能源為主的電源結構轉向以新能源為主體的電源結構之外，整個系統的形態、產業組織方式、交易方式等都會發生系統性的變革。

新能源發電具有隨機性、間歇性和波動性特點，為解決新型電力系統中可再生能源發電與用電負荷不匹配的問題，上海電機學院教授張華建議：“新型電力系統必須有長期儲能的技術解決方案。”

此外，他認為，“氫氨+新能源”是應對氣候變化、實現碳中和的一個可行路徑。而目前在交通領域，氫氨與柴油的PK時機已經到來。

溶洞儲氫是未來實現經濟性長期儲氫的可行方式

但氫氣特殊的化學性質，讓氫氣的運輸、儲存環節成為難題。目前，高壓氣態儲運氫是我國現階段主要的儲運方式，通過長管拖車運輸，但只適用于短距離、小規模輸運。管道輸氫雖然可以實現氫氣大規模、長距離運輸，但建設成本較大。

將來我國制氫成本下降速度和實現大規模儲運氫的發展速度，孰快孰慢？張華認為，依舊是“制氫的技術會發展更快一些”。

“我國化工行業跟氫打交道有一百多年時間，但是它的儲運問題一直沒有很好地解決，這是物理原理決定的。氫需要低于零下253度才能液化，且本身密度很小，目前還沒有技術能把儲運做得很好。”張華提出的建議是，在未來有氫氣長期存儲需求的可能性下，利用地下鹽洞、溶洞進行氫氣儲存，是大規模氫氣儲存的最佳方式，具備低成本、經濟可行性等優勢。

《每日經濟新聞》記者發現，地下儲氫由來已久，此類項目在十多年前，便有歐盟等海外市場開始了研究，并且有些國家進入了測試階段。

對于起步早、應用規模較大的抽水儲能（電儲能的一種）在長期儲能系統中扮演的角色，張華認為，抽水儲能很難滿足電網未來的長期儲能的需求，但氨可以，它在常溫和低壓下就可以是液態。如今不少西部新能源開發的項目，把氫做成氨，實現了電-氫-氨化產業聯通。

重型燃氣輪機的大規模發電應用，將支撐大電網發電

雙碳目標下，未來的能源結構會什么樣？張華認為：“分布式發電和交通領域可以用綠氨，大電網發電可以用綠氫。”

分布式發電，氨可作為燃機燃料進行發電。由于燃機的高效和較小的占地面積，燃料靈活，余熱利用率高，為微網提供能源的高效梯級利用，為推動能源結構的轉型提供一個方法。

而在交通領域，氨可以作為微（小）燃機的燃料，為使用混合動力的交通工具提供電能。由于氨的能量密度比其它無碳的能量形式都高（如氫和電池），氨燃機混合驅動的運載工具將為交通領域脫碳提供另一條可行的技術路線。

至于大電網發電方面，張華表示，氫的大規模儲存（溶洞）和大規模運輸（管道）都是經濟可行的。對應的是重型燃機的大規模發電的應用，來支撐大電網。

《每日經濟新聞》記者注意到，燃氣輪機行業已經發展數十年，隨著可再生能源、儲能等技術的發展以及控制碳排放的需要，近些年，氫（氨）燃氣輪機技術開發漸漸成為潮流。

張華也坦言，現有的燃氣輪機通過改造，可以直接使用氫、氮作為燃料，“但燃氣輪機最初被設計時，并沒有考慮燒氫、氨，因此，改造后的氫（氨）燃氣輪機的燃燒形式和熱能轉換效率都不高。”

“實際上，我國氫（氨）燃氣輪機技術與成熟的天然氣燃料的燃氣輪機相比，在技術上還有一定距離，我們的目標是向后者看齊。”因此，在張華看來，氫（氨）燃氣輪機的機器效率，未來能達到如今燒天然氣的燃氣輪機效率，才是真正的技術發展方向。

水電水利規劃設計總院綜合能源部主任工程師李少彥則認為，氫氨燃機在燃氣輪機技術進步及其國產化后，有很大的降本空間。