德国国家工程院院士雷宪章：推进能源转型，电氢耦合协调大有可为

4月24日上午，2024成都国际工业博览会开幕。

在“双碳”目标下，具有清洁低碳等特点的氢能备受青睐。德国国家工程院院士、天府新能源研究院院长雷宪章长期关注氢能源等领域。在本届博览会的配套会议——第三届国际氢能及燃料电池产业大会上，雷宪章发表了《绿色氢能是四川绿色发展的必然选择》主题演讲。

他表示，电氢耦合协调将是中国未来能源发展的重要方向。同时，针对成都如何进行产业布局，更好落实“双碳”目标等方面，雷宪章也给出了建议。

01谈电氢耦合

在新型电力系统建设中至关重要

“实现‘双碳’目标，最核心的是能源革命。”采访中，雷宪章强调，人类的各种活动都有可能造成碳排放，在我国，能源活动碳排放占二氧化碳排放总量的80%左右，电力行业碳排放又在能源行业碳排放中占据很大比例。因此，落实“双碳”行动，能源是主战场，电力是主力军，新型电力系统是关键载体。

今年3月印发的《成都市碳达峰实施方案》提出，实现碳达峰，成都将实施十大行动，其中第二条即为“能源清洁高效提升行动”，不仅提到“强化清洁能源供给与安全保障”“构建以绿色能源为主体的新型电力系统”“鼓励光伏、氢能等应用”，还提出：到2025年，原煤消费量力争控制在500万吨以下，绿氢生产能力达到6000吨以上。

国家能源局公布的数据显示，截至2023年底，我国可再生能源电力装机达到14.5亿千瓦，占全国发电总装机比重超过50%。

在雷宪章看来，风光发电等具有“靠天吃饭”的特点，波动性和随机性大。未来随着这些清洁能源的进一步推广，其对电网稳定性的冲击不可忽视，大量风光电能如何消纳的问题应当引起重视。他提出，应当加强技术创新，建设全时域电能消纳和储能体系。

雷宪章

“风光水电能除了可以通过电网输送，还可以就地消纳，在这个过程中，氢能将发挥重要作用。”雷宪章介绍，电氢耦合技术是一种将氢能和电能相互转化、高效协同的能源网络技术，可以实现新能源的充分消纳利用。“可就地消纳风光水电能等清洁能源，用以制氢或者生产氢基能源，再把制成的氢能和氢基能源通过管道或者其他方式输送给用户。”雷宪章表示，将清洁电力制氢后，氢能或者氢基能源可根据需求长时间储存。通过电氢耦合协调，构建起电能、氢能耦合协调的输送网络，这将在新型电力系统建设中扮演重要角色。

雷宪章介绍，目前全球氢能发展正不断加快，多个国家和地区都在大力推进电氢耦合。

02谈虚拟电厂

核心是保证电网安全稳定

关于构建新型电力系统，雷宪章还谈到了当下火热的虚拟电厂建设。

《方案》提出，要提升电力系统实时平衡和安全保供能力，构建“1+2+N”城市级虚拟电厂一体化发展格局。

另外，根据《成都市虚拟电厂建设实施方案》，“1”是指1个虚拟电厂平台统筹调度，“2”是指聚合电源资源、负荷资源2个资源支撑体系，“N”是指建设公共建筑、储能电站等N个行业领域和区域级子虚拟电厂。

据了解，虚拟电厂是一套智慧能源管理系统，本身并不发电，它以物联网为基础，通过信息通信和智能控制技术，将相对分散的电源、电网、负荷和储能等进行集成调控，实现“源网荷储”协调互动，参与电力市场和电网运行的协调管理。

“虚拟电厂的核心作用，在于保证电网的安全稳定运行。”雷宪章认为，虚拟电厂与传统意义上的“智能电网”不同，它更像是一个交易系统，其核心就是要适应光伏、风力等各种新能源的接入，充分协调各种分布式的发电单元、灵活负荷以及储能设备，在更大范围内支撑电网的平稳运转。

雷宪章认为，在虚拟电厂建设中，电力现货市场的发展非常重要。理想状态是各种各样的用电单位和用人单位，都能直接参与电网的交易，通过这种方式，可以在全范围内优化电力资源配置，提升经济效益，让所有的参与方都能获益。

电力作为一种特殊的商品，其现货交易依赖于政策规定。新近出台的《四川省2024年省内电力市场交易总体方案》，对零售市场交易品种进行了调整，增设了绿电交易、新型储能交易、车网互动试点示范项目，相关试点正在推进。

第三届国际氢能及燃料电池产业大会

03谈能源转型

聚焦消费领域，推广热泵技术

实现“双碳”目标是一项复杂的系统工程，节能减排涉及到城市的方方面面。《方案》提出，在全生命周期提升用能效率，开展全领域节能管理、加强新型基础设施节能降碳、积极推广使用高效制冷等绿色技术。

雷宪章表示，成都是一个能源消费型城市，因此能源转型主要聚焦在消费侧。他介绍，成都的碳排放主要来自四个方面：一是工业的排放，占比达到30%左右；二是交通的排放，随着新能源汽车逐步推广，交通碳排放呈下降趋势；三是建筑领域相关的碳排放，除了建设活动产生的能耗与排放外，还包括采暖、空调、生活热水、家用电器等终端用能需求产生的碳排放；四是外部能源输入之后产生的碳排放。

“尤其是家庭生活产生的碳排放，目前社会关注度还不够，应该引起重视。”雷宪章介绍，成都目前的取暖主要依靠空调和天然气，二氧化碳排放较大，能耗较高。如果能用清洁能源取暖，将有效降低碳排放。

针对这一点，雷宪章提到了热泵技术。去年5月，再生水水源热泵技术首次在成都中心城区使用，该技术是将再生水中存在的大量低品位能量收集起来，通过压缩系统，并辅以少量电能来进行运作，冬季时将储存于再生水中的低品位热能“取”出来，用于建筑物供热；夏季又将建筑物内的热量“抽”出来，释放到再生水中，起到制冷作用。

雷宪章

这一技术也正在其他地区进行推广。例如近日西安发布了《西安市大气污染治理专项行动2024年工作方案》，其中提到大力发展清洁取暖方式，新建居民住宅、商业综合体等必须使用清洁能源取暖。该方案列出的任务清单还明确提出，不再新建燃煤集中供热站。

“低碳转型是一个系统性的过程，不能一蹴而就。”雷宪章建议，成都在产业发展上，可以将热泵技术作为能源转型的重要抓手，谋划以大型热泵技术为支撑、以储能材料为辅助的产业布局，加强未来产业赛道的核心技术攻关，形成新质生产力。

红星新闻记者 叶燕 实习记者 王俊峰 摄影报道 部分图据主办方