实现3060碳达峰、碳中和目标,电力行业的清洁化是重点,因此构建以新能源为主的新型电力系统取代燃煤发电成为大势所趋。
目前,我国主要想通过大力发展风电和光伏发电来替代煤电。不过风电和光伏发电并不理想,未来随着氢能技术的突破,氢能发电才是王者。
储能和调峰的局限性
由于风电和光伏发电的不稳定性,因此迫切需要大容量、高效能、寿命长和安全性高的储能技术,来突破风电和光伏发电并网难的问题。
当前,最为流行的储能模式当属抽水蓄能和储能电站,抽水蓄能虽然成熟,但是我国水电站集中的地方,却与大规模风光地基地存在错位。
由于蓄能电池技术的局限性,配套风光电的储能电站容量非常有限,而且单位造价成本非常高,大大拉低了风电和光伏发电的经济性。
燃煤电厂是风电和光伏最理想的调峰电源,不过如果发展风电和光伏需要再度投建大机组燃煤电厂,这与我国实现双碳目标的初心相悖。
风光电+氢能最理想
氢能源作为一种清洁能源,能真正实现无污染,零排放。最为关键的是氢能的热值非常高,是约为汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。
目前绿氢制备的主要手段是电解水制氢,需要耗费大量的电。如果把风电和光伏大规模不稳定的电,用来制备氢能是最为理想的。
根据相关数据显示,一个千万MW级的风电场,按照50%的发电效率计算,其所发的电量一天就可以制备2万吨高热值的氢能源。
风光+电解水制氢,不但可以制氢,还可以生产更多的氧气,可商业化利用。同时电解水制氢还能产生大量余热,也可以进行综合利用。
氢能发电未来的王者
氢的热值在所有能源中仅次于核能,因此在风电和供热中完全可以替代当前的燃煤和天然气等化石能源,在电力行业中大有作为。
风光电+电解水制氢,不但可以实现风电和光伏向氢能的转换,实现风光电大容量存储,更可以通过氢能发电实现风能和太阳能发电的初心。
氢气可以完全替代燃煤和天然气,通过燃气轮机发电,可产生电网最新换的安全可靠、可控可调的稳定电流,实现大规模的并网发电。
未来的氢能电站可实现热、电、氢三联产模式,热负荷和供电高峰时可高效供能,热电低谷时,可对外大量供应氢气,作为交通和工业生产原料。
由上可见,氢能发电不仅衍生了风电和光伏发电的产业链,更大大增加了风光电的经济性,同时还大大降低了碳排放总量。