每经记者 李彪 每经实习记者 周逸斐 每经编辑 廖丹
2021年，中共中央、国务院在《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中提出，到2060年，我国非化石能源消费比重达到80%以上。
而90%以上的非化石能源都是通过电能转换的，电力行业是中国碳排放总量最大的单一行业，因此，中国要实现“双碳”目标，电力系统的低碳变革势在必行。高比例的可再生能源，替代传统一次能源成为新型电力系统的典型特征。
对于未来新型电力系统的发展方向，在3月31日中国能源研究会与自然资源保护协会（NRDC）联合举办的“新型电力系统沙龙”活动上，中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌指出，除了能源品种结构的变化，即化石能源为主的电源结构转向以新能源为主体的电源结构之外，整个系统的形态、产业组织方式、交易方式等都会发生系统性的变革。
新能源发电具有随机性、间歇性和波动性特点，为解决新型电力系统中可再生能源发电与用电负荷不匹配的问题，上海电机学院教授张华建议：“新型电力系统必须有长期储能的技术解决方案。”
此外，他认为，“氢氨+新能源”是应对气候变化、实现碳中和的一个可行路径。而目前在交通领域，氢氨与柴油的PK时机已经到来。
“新型电力系统沙龙”专家讨论现场 图片来源：每经实习记者 周逸斐 摄
溶洞储氢是未来实现经济性长期储氢的可行方式
但氢气特殊的化学性质，让氢气的运输、储存环节成为难题。目前，高压气态储运氢是我国现阶段主要的储运方式，通过长管拖车运输，但只适用于短距离、小规模输运。管道输氢虽然可以实现氢气大规模、长距离运输，但建设成本较大。
将来我国制氢成本下降速度和实现大规模储运氢的发展速度，孰快孰慢？张华认为，依旧是“制氢的技术会发展更快一些”。
“我国化工行业跟氢打交道有一百多年时间，但是它的储运问题一直没有很好地解决，这是物理原理决定的。氢需要低于零下253度才能液化，且本身密度很小，目前还没有技术能把储运做得很好。”张华提出的建议是，在未来有氢气长期存储需求的可能性下，利用地下盐洞、溶洞进行氢气储存，是大规模氢气储存的最佳方式，具备低成本、经济可行性等优势。
《每日经济新闻》记者发现，地下储氢由来已久，此类项目在十多年前，便有欧盟等海外市场开始了研究，并且有些国家进入了测试阶段。
对于起步早、应用规模较大的抽水储能（电储能的一种）在长期储能系统中扮演的角色，张华认为，抽水储能很难满足电网未来的长期储能的需求，但氨可以，它在常温和低压下就可以是液态。如今不少西部新能源开发的项目，把氢做成氨，实现了电-氢-氨化产业联通。
重型燃气轮机的大规模发电应用，将支撑大电网发电
双碳目标下，未来的能源结构会什么样？张华认为：“分布式发电和交通领域可以用绿氨，大电网发电可以用绿氢。”
分布式发电，氨可作为燃机燃料进行发电。由于燃机的高效和较小的占地面积，燃料灵活，余热利用率高，为微网提供能源的高效梯级利用，为推动能源结构的转型提供一个方法。
而在交通领域，氨可以作为微（小）燃机的燃料，为使用混合动力的交通工具提供电能。由于氨的能量密度比其它无碳的能量形式都高（如氢和电池），氨燃机混合驱动的运载工具将为交通领域脱碳提供另一条可行的技术路线。
至于大电网发电方面，张华表示，氢的大规模储存（溶洞）和大规模运输（管道）都是经济可行的。对应的是重型燃机的大规模发电的应用，来支撑大电网。
《每日经济新闻》记者注意到，燃气轮机行业已经发展数十年，随着可再生能源、储能等技术的发展以及控制碳排放的需要，近些年，氢（氨）燃气轮机技术开发渐渐成为潮流。
张华也坦言，现有的燃气轮机通过改造，可以直接使用氢、氮作为燃料，“但燃气轮机最初被设计时，并没有考虑烧氢、氨，因此，改造后的氢（氨）燃气轮机的燃烧形式和热能转换效率都不高。”
“实际上，我国氢（氨）燃气轮机技术与成熟的天然气燃料的燃气轮机相比，在技术上还有一定距离，我们的目标是向后者看齐。”因此，在张华看来，氢（氨）燃气轮机的机器效率，未来能达到如今烧天然气的燃气轮机效率，才是真正的技术发展方向。
水电水利规划设计总院综合能源部主任工程师李少彦则认为，氢氨燃机在燃气轮机技术进步及其国产化后，有很大的降本空间。
封面图片来源：视觉中国-VCG41111961921
