可再生能源制氫將實現(xiàn)能源的清潔生產(chǎn)與利用

　　國家能源局發(fā)布的《2015年度全國可再生能源電力發(fā)展監(jiān)測評價報告》顯示，2015年我國棄風(fēng)電量339億千瓦時（圖3），同比增加213億千瓦時，甘肅、新疆和吉林的棄風(fēng)率均超過30%；西北地區(qū)出現(xiàn)了較為嚴重的棄光現(xiàn)象（圖4），甘肅棄光電量26億千瓦時、棄光率31%，新疆棄光電量18億千瓦時、棄光率26%。西南地區(qū)棄水現(xiàn)象也同樣嚴重，四川棄水電量達到102億千瓦時，云南棄水電量152.6億千瓦時。據(jù)此推算，2015年我國至少有642億千萬時的可再生能源沒有利用。如這些可再生能源用來電解制氫，則可以制備160.5億立方米的氫氣（按照制備每立方米氫氣耗費4度電來計算）。

　　2015年全國風(fēng)電限制出力（停機）情況

　　2015年全國光伏發(fā)電限制出力（停機）情況

　　目前棄光、棄風(fēng)和棄水發(fā)電的成本價格為0.15元/度，據(jù)此計算出的電解水制氫成本為1.5元/立方米，這已經(jīng)遠低于利用上網(wǎng)電電解水制氫的成本，且與化石燃料（煤、焦炭和天然氣）制氫的成本上限接近（表1）。所以，未來氫能產(chǎn)業(yè)鏈下游儲運等環(huán)節(jié)一旦取得突破，新能源支持的大規(guī)模電解水制氫的市場份額將出現(xiàn)增長，氫能成本也會進一步降低。

　　制氫成本對比

　　氫能在能源市場的多種應(yīng)用場景將降低氫能的整體使用成本

　　目前市場對氫能使用存在一個明顯的誤區(qū)，即將氫能的應(yīng)用范圍局限于傳統(tǒng)化工生產(chǎn)領(lǐng)域這一單一應(yīng)用場景，由此而擔(dān)憂氫能基礎(chǔ)設(shè)施投入開銷巨大，且使用成本高昂。事實上，氫能作為儲能介質(zhì)能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領(lǐng)域，促使能源供應(yīng)端融合，提升能源使用效率，其應(yīng)用模式可以抽象為以下三個方面：

　　電能到電能的轉(zhuǎn)換

　　電解制氫實現(xiàn)電能向氫能的轉(zhuǎn)化，必要時氫能可通過燃料電池再次轉(zhuǎn)化為電能。

　　電能到燃氣的轉(zhuǎn)換

　　電解制氫后，將氫氣直接混入天然氣管道，或者合成甲烷后混入天然氣管道；混合天然氣在終端作為燃料提供熱能。

　　電能到燃料的轉(zhuǎn)換

　　電解制氫后，氫氣作為燃料電池車的燃料，為汽車提供動力。

　　而氫能作為能源載體的具體應(yīng)用模式涉及新能源制氫補充發(fā)電、燃料電池汽車、分布式發(fā)電等領(lǐng)域。所以氫能的應(yīng)用場景具有很強的多樣性，如未來能夠形成電力、供熱和燃料相互交叉的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，將大幅降低其使用成本。

　　氫能作為儲能介質(zhì)能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領(lǐng)域