绿氢赋能现代电力系统探索能源转型之路-2023世界氢能技术大会特别报道,
氢能专业招生,陈炎冰氢能产业,氢能源贮能企业 原标题：绿氢赋能现代电力系统，探索能源转型之路——2023世界氢能技术大会特别报道
2023年5月24日，2023世界氢能技术大会能源论坛——绿氢制备与现代电力系统在佛山市南海成功举办，中国电工技术学会韩毅秘书长为本场主题论坛致辞。氢能是实现我国“双碳”目标的重要选择，在“双碳”战略的实施下，电力行业需要氢能，氢能通过一定的途径可以转化为电能，当前氢能燃料也正逐步应用于发电机和燃料电池等方面。
“双碳”工作的核心关键是如何有序推动能源转型，用新能源、零碳能源替代传统化石能源。“欧洲实现能源革命主要依靠节能增效、大力推进终端用能电气化和电氢耦合三条路径。” 德国国家工程院院士、天府永兴实验室首席科学家雷宪章表示。电氢耦合协调是实现‘双碳’目标的重要抓手，德国国家工程院院士、天府新能源研究院院长雷宪章从可再生能源电力消纳和新兴电力系统必须有中长期的储能两个视角讲述了电氢耦合，氢能源与可再生能源耦合，将有效助力终端应用碳减排，助力双碳目标的达成和实现。“希望大家更多关注分布式兆瓦级供电系统，这是国家能源转型和能源安全的核心问题。新型电力系统目前还面临诸多挑战，通过电氢融合协调，支撑电网全时域功率平衡，保证电力系统安全稳定。”
国际氢能协会副主席、清华大学核能与新能源技术研究院博士生导师毛宗强教授在此次大会上分享了关于氢能的一些看法。“关于绿氢的评判标准，从量的角度来看首先需要能量，其次需要新的载体。绿氢并不是那么简单，我的观点都是现在的灰氢、蓝氢加上CCUS并不能变成绿氢，并没有解决碳排放的问题，只是将二氧化碳换了地方和时间。”毛教授表示，大规模离网制氢正在成为现实，要培育我国绿氢资源城市建设和绿氢（绿氢化学品）出口能力，在绿氢规模化发展之路上，提前布局离网制氢技术路线的企业将具备较大的竞争优势。氢能是新型电力系统灵活调节的重要手段，通过电氢转换实现电力、供热、燃料等多种能源网络的互联互补和协同优化，可以推动分布式能源发展，提升终端能源利用效率。
我国能源生产消费方式逐渐转向绿色低碳，推动了绿氢产业的高速发展，关于绿氢制备技术，碱性、PEM电解制氢技术仍然作为市场主流广泛应用工业生产中，高效、低成本、长寿命的制氢设备是主要发展趋势，未来将形成模块化、组合式、自适应的多台集群联动制氢系统。中船718所、派瑞氢能科技公司总经理张玉广研究员表示：“大功率、高电流密度和低能耗是现在制氢装备中很重要的技术方向，制氢装备的核心还是材料，材料结构系统对于我们装备商来说很重要。电解槽是关键电解水制氢设备，关于大规模的电解制氢装备中我们比较关注电解槽，除单体大气量电解槽的研制之外，同时我们还需要关注余热回收系统、系统安全运行维护系统、层级控制网络及能量管理系统、变功率情况下负荷自适应调节系统及最优能耗运行模式调节系统等。” 在大规模制氢系统中，有效建立和利用制氢管理系统，可以提升系统能效和系统动态响应能力，对于多能互补和源网荷储一体化策划方案可提供有力支持。
如何提高电源侧的稳定和平滑供电、在制氢侧如何适应供电波动从而多产氢气获得经济性以及协同发电和电解获得全流程优化，成为离网大规模制氢面临的挑战。霍尼韦尔过程控制部可再生能源中国业务负责人姜亚春表示：“霍尼韦尔能源控制系统会通过一些算法解决这些挑战，在微网控制中通过调频、调压、黑启动应用算法可以增加离网大规模制氢电网的稳定性。另外还会开发一些算法做平滑处理，通过控制爬坡速率来平滑新能源的波动性和经济性，从而实现光伏、风光发电最大化，对新能源储能进行调配和控制。”另外霍尼韦尔能源管理系统可以通过算法去分配电量实现自主调度，从而减少对人的依赖，而且通过嵌入式先进控制，可以实现端到端的优化。有效管理大规模化绿氢工厂和离网电解槽的运行安全也很重要，霍尼韦尔能源管理系统通过模型预估控制技术可以实现电解槽的电量变化操作平稳和优化控制，从而能提高装置运行时间实现氢气产量最大化、降低单位能耗。当前，霍尼韦尔的虚拟电厂基于储能为核心进行调配，平衡电源波动和负荷波动，使电解槽是可调负荷，这样可以响应市场需求，优化电力成本。
“氢如何才能做到真的绿，我的判断是绿氢制备过程和电网的交互到底如何进行。”清华四川能源互联网研究院智慧氢能实验室主任林今教授在论坛上表示。据了解，目前绿氢与电网的交互和接入方式有三种不同的模式，分别为电网调峰型、电网友好型、工艺离网型。在制氢过程中往往需要和化工相结合，这也要求绿氢的制取需要满足安全、稳定、长周期、满负荷、优化运行。林今教授说道：“可以利用便宜的氢与氨转系负荷，将风光氢储一体化系统用虚拟电厂的方式参与到总体的电力市场中，这样可以通过氢缓冲和负荷侧灵活条件，实现电网和绿氢之间的双赢，从而避免可再生电力同时上网增加收入、减少调峰等其他方面附加的相关成本。” 林今教授表示，想实现大规模的绿氢产业规模化发展就需要往离网方面发展，通过坚持宜电则电，宜氢则氢基本原则，方能实现“‘真的绿’和‘不很贵’”这两个根本目标。
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