碳中和背景下能源战略如何转型？-北极星氢能网

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“第一是能源必须得转型，实现两个转变，一是能源、化石到可再生资源的转变。第二是碳氢燃料未来几十年依然存在，它的利用方式应该是从高碳向低碳转变。”同济大学新能源汽车工程中心副主任、燃料电池复合研究落所长张存满在可再生能源制绿氢技术、装备与案例大会上发言。

直播专题：SNEC第十五届(2021)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会

张存满：双碳计划现在很热。在碳中和背景下能源战略如何转型，给出了两条路线。第一是能源必须得转型，实现两个转变，一是能源、化石到可再生资源的转变。第二是碳氢燃料未来几十年依然存在，它的利用方式应该是从高碳向低碳转变。

它到底是如何演变，未来以2020年为起点，2060年为节点，从2020年开始这是不同的终端消费能源的结构图，不断地在变，蓝色的是煤、石油，随着时间的推移，到了2060年以后，煤只剩很少一点点了，石油也很少了，主要看终端能源，重点在电上大突破。为什么光伏、太阳能越来越热？电能里面核心的是太阳能加风电。二次能源转变和一次能源密切相关，演变过程中，同样2060煤已经不是组织能源了，几乎快退出去了，石油也很少了，天然气也不多了。未来核、水能、生物质、太阳和风能。在能源的大背景下，还有一个核心的主题——电。未来的终端能源电力是主体，占到70%以上，2020中国电力装机22亿千瓦，煤电占比接近50%，水电占比比较高，太阳能将近11%，风力13%。到2060年，红的是太阳能，占了将近40%，风电30%，这两个加起来70%。煤电已经没有了，一点都没了，如果这种结构的假象图实现，2060实现碳中和的话，煤电将退出历史舞台。这种情况下，会带来很多挑战。新能源风光很清洁，但是有很多毛病，不可控，资源分布的特点。清洁电力资源有电力载荷不分布，没有一个地区是经济的核心，都在中部，在用电负荷的中心是在这里。推动能源转型革命的时候，在经济分布发展也要加速推动，用电负荷的均衡化也是结构转型过程中一定会发生变化，一定往西边走，电力资源跟载荷分布应该是双向资源化。

基于天然的特性，电力一定是主体趋势，从西向东，从北向南。未来这些东西会带来什么挑战？的内涵很多，不多讲，主要看2030、2060。风力发电、太阳能是主体，这张图没有更新到双碳背景下的加速，这是16年做的图，图没有改，所以肯定是90%以上，甚至百分之百。对于电力的装机和发电量70~80%以上怎么办，因为靠天吃饭，怎么能连续，怎么能可控？未来电力革命里面，非常大的挑战就在这里，大的故事一讲都好，成本也下来了，问题是能不能上网，能不能输出来。输不出来就是费电。

解决这个矛盾，第一个要重点解决的是快速扩容电力输送通道，以增强跨区域输配能力。这是未来电力革命里面肯定是非常重要的一环，这两年中国就开始建立特高压电网建设，这为我们未来能源电气化、电力清洁化起到非常重要的作用。15年时间，中国电力利用特高压技术已经走到世界领先地位。技术有了，仍要快速建，不然通道不够，输不出来。

特高压走的是特高压直流为主，因为效率比较高，特高压交流也在搞，未来可能主要要推动特高压直流跨区域的输送。它有很多优点，节能、效率高，问题在于抗干扰能力比较差。我们在荷这一侧都是交流网，经常会遇到扰动，跳闸、波动，突然增加、突然减少一定会存在，如果这边是上海，这边是源头的话，这边小的扰动到了特高压一千公里以外的特高压输送端，它其实会放大的，会有放大效应。整个扰动就大了，电网稳定性就下来了，电网最大的任务是稳定。新能源电力风光占比70%以上了，电网的转能惯量严重下降，火电有很多不好的地方，但是火电也有很多好处。传统的热点厂的转能惯量非常大，新能源上来以后，直流这块上来，扰动性都差，未来在电力里面有挑战，需要新的电力电子技术进行提升。

更重要的一点是，大幅增加储能技术在电力系统中的应用，这是大势所趋。如果没有大的储能为新能源发电保驾护航，都是空话。GW的水平，抽水需能能做到GW，这是一个功率图，最高的是时间，目前8个小时（抽水蓄能），它有一个问题，很难解决跨周、跨月、跨季度的大储能，储能都很小。它还有一个特点，一定是从电到电，中间无论转成化学能还是物理势能，最终应用端一定快速变成电能，是电到电，不能解决电的能源流通，不同能源里的流通，其实是从电到电，所以我们一直讲储能技术。

氢储能恰恰不一样了，电解、储氢以后有三个通道，一种氢直接用，第二种走的是大循环路线，还有一种路线是碳循环，昨天也有李院士在介绍，它走的就是碳循环的路线，它有多种途径进入传统行业，也有进入新能源行业，能源变成新的流动形式，这给我们未来打开了一个新的空间，想象空间非常大。

氢储能在电力系统里面优势显著，有四个优势：一效率高、经济性好。二跨区域电网输送容量降低了，就地利用。三提升能源电力品质。我这里举了一个例子，红色是上网的，下面是并电电解水，突然某个时刻电网发生功率丢失，电解水系统快速推出，向电网最大能力出功，这是电网非常需要的地方，所以提高电网的抗干扰能力非常重要。

电解水技术与装备进展，未来整个走向我做了一个预测，一个是成本下降，一个是效率的提升，这是未来电解装备行业必须解决的问题。汽车行业方面，我从2008年开始到2030年的预测，这是国外几大汽车企业的梳理，时间关系不讲了。重点讲一个观点，很多人讲燃料电池汽车未来只能做重卡上或者商务车上，未来如何走，这是一个引导性或者现实性的东西，未来如何走？中国在商用车模式上获得了世界的认可，也逐步地进入商业化应用。所以燃料电池汽车重卡从去年开始非常火热。燃料电池乘用车未来如何走？能看到未来吗？电动车快速发展，越来越好，成本越来越低，续航里程越来越长，燃料电池乘用车有没有未来？这是一个非常有挑战的问题。这个地方大家多一些思考。常用车为了推动基础设施，为了产业拉动推动技术进步。未来十年之后会是什么样的结果？如果看这些问题的变化，我给一个观点，放在一个长的时间周期上看一个新产业如何诞生，不要轻易否定，也不要盲目地乐观。因为不同人的观点差别比较比较大，个人观点认为，它为什么会没有未来，氢电融合的社会里面不光是商用车有空间，乘用车依然有空间有机会，这是我的观点跟大家分享，时间关系就到这里，谢谢！

（发言为北极星氢能网根据速记整理，未经本人审核）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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