在4月29日举办的2024“绿氢作为新质生产力与脱碳减排的历史进程”国际研讨会上，华北电力大学二级教授、博导、氢能创新中心主任刘建国发表题为《绿氢与新型电力系统的构建》的主题演讲。

我国电力领域碳排放在国家总排放中占比将近一半。电力领域减碳非常重要的一环就是减少煤的用量。

刘建国表示，目前化石能源仍是我国的主力能源，能源供应安全问题催生新型电力系统。一是我国部分能源对外依存度高，其中原油对外依存度达到了71.2%，天然气对外依存度达到了40.2%。二是电力电量供应安全面临紧张，一方面化石能源的成本在上升，另一方面电动汽车、AI算力数据中心等相关产业的发展使得电力需求快速增长。此外，波动性、随机性的风光替代传统可控的煤炭、石油、天然气等将会改变现有的电网结构，从单一的大电网变为微电网与单一大电网共存的状态。因此，我们对于新型电力系统的要求就是安全、高效、清洁、低碳。

长期来看，我国电力需求仍维持稳步增长趋势，非化石能源装机比重持续增加。新型电力系统建设面临着电力电量时空失衡的问题。时间维度上，风光等资源无法控制和预测，且日夜负荷存在错配；空间维度上，新能源生产处资源禀赋与电力负荷中心处在空间上呈逆向分布。这就需要储能去解决时空错位，季节差异等供需平衡问题。

随着风光发电比例上升，我们既需要储能短时解决功率平衡问题，还需要储能长时解决电量平衡问题。抽水蓄能可调节的可再生能源的波动性时间基本在一周左右，而氢能可以实现夏季能源的来自于春季，冬季的能源来自于秋季，即实现百吉瓦以上极具规模效应的长时储能，这就是氢能在新型电力系统的作用。

刘建国表示，随着储能时间增长，长时储能的边际成本会下降，效益会增长。随着离网的电力越来越便宜，上网的成本越来越高，更多的风光可以转化成氢，与新型电力系统结合实现平衡。此外，我们可以将几千甚至上万吨的氢气存储在岩穴、天然气管道或者自建的管道中，实现长期存储，可能一年只充放一次，但是其对电力系统的稳定是非常重要的，因为上千万的电力缺口是其他储能方式所不具备的。

氢能与电网之间可以灵活互通，氢既可以用作发电，也可以作为电网的负荷。现在很多地方中午的分布式光伏已不能上网，如果将其切换为制氢，则有望作为负荷来调节电网。

制氢方面，电解水制氢被认为是与可再生能源耦合非常容易的一种方式，其中碱性电解水制氢技术成熟度更高且设备成本更便宜，但其对风光波动性的适应性差。PEM电解水制氢设备成本较高，但是它的优势是对于风光波动性的适应性较好，可以随时和风光耦合，这有可能削减其成本较高的问题。

储氢方面，纯氢管道和掺氢管道是非常重要的。把离网制氢制得的氢气连续用起来，管道是必不可少的方式。化工设备用得时间短，成本就非常高。只有用管网将这些离网制得的氢气集合在一起，连续供给化工和冶金，才有可能跟传统的化工制氢进行竞争。

关于离网制氢，刘建国表示，我们可以通过管线将所有的离网制氢汇集起来。比如说一个城市里面，我们可以把多个离网制氢项目，通过管线连起来，再将管线中汇集的氢气供给化工、冶金、建筑、交通等领域。我们还可以将多个城市的管线联系起来，就可以形成一个大的管线，实现西氢东输，北氢南送、海氢登陆，最终实现百万吨甚至千万吨氢气的应用。

最后，刘建国表示，现阶段绿氢经济效益还是不好的。我们现在不要管氢气绿不绿，要把西北地区很多弃掉的副产氢也利用起来，这与发展绿氢并不矛盾。长远来看，我们还是要推进绿色化工、绿色交通、绿色产品认证，共同多举措推进氢电耦合规模的应用。在此过程中，政策的松绑及人才的培养也至关重要。

注：以上内容为兴氢园根据专家的相关表达整理成文，内容有所删改，未经嘉宾本人确认。希望能对诸君有所启发。

● 本文仅供读者参考，读者据本文所做出的决定或行为，是其基于实际情况及其独立判断做出的，作者对此不承担任何责任。

● 本文部分数据、图表或其他内容来源于网络或其他公开资料。编译整合自兴氢园新媒体部，文中观点仅代表作者本人，不代表译者立场。