2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在18日下午召開的碳達峰碳中和—新能源行業在行動分論壇上，東方電氣（成都）工程設計咨詢有限公司袁熹發表了《“風氫儲+”一體化——碳中和背景下綜合智慧能源方案的積極探索》的主題發言。

　　

　　袁熹：各位同仁大家下午好，我是來自東方電氣的袁熹，我今天分享的題目是“風氫儲+”一體化——碳中和背景下綜合智慧能源方案的積極探索。

　　

　　此次報告分為以下四個部分。首先第一個部分是前言，碳中和是能源革命戰略的延伸和深化，深刻改變能源結構。碳中和的國家目標對于經濟活動中大多數單個主體而言，意味著需要實現完全的零碳。“十四五”期間是碳中和的一個起跑階段，需要為碳中和及能源轉型做充分的一個準備。為實現碳中和，減碳減排和增加森林碳匯是重要兩個方面。隨著工業化發展和現代化進程，未來能源需求量還將持續激增，在保證能源整體增量需求的前提下，大力推動零碳的氫能源發展，是能源結構從傳統的利用化石能源為主的碳循環。轉變為可再生水電解制氫的氫循環利用，是碳中和總體目標的實現途徑。因此新循環作為一個儲能介質，為了終極能源，氫氣作為儲能貨幣，將參與未來的一個能源的交易和轉化，今年7月，李克強總理主持召開了國務院常務會議中明確提出了碳交易市場的上限，我們認為在未來，在構建以氫為循環的載體的能源體系當中，氫可以直接和碳掛鉤交易，也就是說氫能是未來的終極能源貨幣。

　　

　　第二部分是綠色氫能。氫氣是未來的一個重要能源載體，氫能具有以下幾個重要體征。第一是儲量豐富，氫氣是元素周期表中位于第一位的元素，是自然界中含量最多的元素，占大氣質量的75%，占大氣分子總數的90%。第二是零碳排放，氫能中不含碳原子，所以利用過程不釋放溫室氣體和有害物質，是清潔的能量載體，是實現30·60目標的重要途徑。第三是能量密度，氫能是高密度的能量載體，它是高于傳統的氣柴油傳統燃料。

　　

　　這是氫氣的安全性，在目前，人們傳統觀點中是談氫色變，氫氣是非常危險的化學品，通過火災特性實驗和安全等級的一個綜合分析，氫氣的安全性是要高于傳統的化石燃料的。因為氫氣比重比較小，向上跑，在開放的大氣中極易擴散，所以微量的氫氣泄露，可以在空中很快地稀釋成安全混合氣。傳統化石燃料泄露后因不能馬上消散，造成的危險性是非常巨大的，而氫氣的擴散系數是汽油的12倍，甲烷的4倍，因此氫氣的安全性是非常高的。氫氣作為未來的一個終極能源，可應用于很多領域，現在目前最成熟的用于交通利用，作為化石燃料替代品，用于氫能汽車，氫可以用于重工業領域，作為綠色清潔的化工原料，碳普及和封層技術，實現重工業的完全脫碳，還可以涵蓋鋼鐵、水泥、化工等高碳排企業。

　　

　　第三氫能是重要的一個儲能介質。能量密度高，無污染，可以實現傳統電網無法實現的大規模跨季節、跨時段、跨領域的儲能，必將成為我國風能等可再生能源的一個重要的消納利器，氫氣在碳中和過程中發揮著非常至關重要的作用。氫氣有灰氫、藍氫和綠氫之分，綠氫是指氫氣制備過程中的一個零碳排放，因此我們認為綠色氫能是碳中和背景下，未來利用氫能的唯一方式。其路徑是通過風能等可再生能源，電解水制氫與氫聯姻，通過可再生資源打造零碳排放的綜合智能體系，從而達到未來的氫循環。

　　

　　第三部分是“風氫儲+”綜合智慧能源的一個概述。“風氫儲+”新型綜合智慧能是氫能與可再生能源的一個深度融合。通過風能、水電解質氫、氫電互融。氫作為能源循環的介質，可作為電儲能，也直接能轉為電能、熱能、化學能等多種能源形式，并向交通、化工、鋼鐵等行業滲透，構建能源行業的綜合體系。其核心大腦是智慧能源管理系統，打造“風氫儲+”新型綜合智慧能源體系，應在消費側充分發揮氫作為燃料、原料的雙層屬性。在交通、工業、建筑三大領域提高清潔能源消費占比，在供給側應該開展可再生能源賦予電價制氫，保障可再生能源的消納，同時借助儲氫技術實現跨季節，跨時段的大規模儲運。在體制側以綠氫作為綠色電力證書交易的重要組成部分，打造全面的清潔能源市場化發展機制和源網荷儲化一體化的機制。

　　

　　以下是幾種綜合能源的利用形式。首先，就是傳統的基地型風氫儲一體化體系，也是現在最成熟的一個體系。通過風能發電來制氫，氫再反饋電網，削峰填谷，現在已經開始大規模的應用。第二種是基地型的風火氫化儲一體化形式，利用部分風能上網，部分制氫，加上火電起到一個兜底的作用，這樣還克服了風電不穩定性的劣勢。那么，火電產生二氧化碳，可以遇氫反應生成阿爾法烯烴，阿爾法烯烴是重要的化工原料，經濟性非常好的，實現零碳排放。但是另一方面，氫氣也可以應用于交通領域，實現完全零碳化的一個綜合能源體系。

　　

　　第三種是園區型風氫生+冷熱電三聯動形式，這種綜合智慧能源特別適合于一些中小園區，通過生植物與氫的轉換，實現園區冷熱電三聯動，完全零碳排放。

　　

　　東方電氣是氫能發展的一個先行者，在2010年，東方電氣將氫能產業納入重要規劃，并瞄準氫將氫能作為重點培育發展的一個新興產業，先后出臺了多個文件推動戰略目標的有效落地。目前，東方電氣先后開發了氫燃料電池，膜電極，氫燃料電池電堆，氫燃料電池整套系統，氫燃料電池客車、公交車、環衛車以及上游的儲氫罐，還有制氫系統和加氫站的研制。

　　

　　構建以氫為循環的綜合智慧能源體系是一個龐大而又系統的工程。首先要構建一個以資源稟賦，負荷需求，投資成本，環境影響等控制組成的多目標函數，與綜合智慧能源管理系統為大腦通過對不同能源屬性的充分感知，建立理論科學的優化算法和分析經驗以及建模能力，從而實現了綜合智慧能源的配制與搭建。

　　

　　以下展示的就是以氫為循環的綜合智慧體系的核心產品，包括前端的智能風機還有參氫燃燒的燃氣燃機，智能風機，儲氫系統，加氫系統，氫燃料電池，氫能公交，綜合能源智慧管理系統。東方電氣目前覆蓋了綜合智慧能源的全產業鏈的一個核心產品還有應用端。

　　

　　東方電氣所打造的綜合智慧能源管理系統，主要是根據氫能的需求，負荷特性以及風資源等條件，確定系統的一個選型結構，建立數學模型，以系統的投資成本最小等效氫價最低等目標函數，優化系統容量配制。根據實際工程測算，能效利用率大于75%。

　　

　　第四部分是“風氫儲+”一體化解決方案。目前，新能源規模不斷擴大，年發行量小時數不斷降低，電力領域急需突破電力的零和圈，我們認為其路徑就是以氫能為載體向其他行業，比如交通、化工和鋼鐵等行業滲透。通過新能源發電車的近零排放，智取綠氫可利用與氫能汽車和化工，如鹽酸，合成氨制備和鋼鐵行業。因此，綠色氫能是碳中和的一個最優路徑。

　　

　　一體化解決方案的總原則將源網荷儲的各環節打通，形成一個內部生態鏈，同時從技術運營主體等多個層次綜合考慮。因為氫能是突破了傳統電力行業的范疇，目前的產業化運用主要集中在交通領域的應用，因此與氫能相關的能源整體規劃應將氫能的生產、運輸運用于電力網的源網荷儲相統一，包括電力、電力、用氫量的品類、數配網絡與制氫站的納入考慮，加氫站與城市公交，物流車相互的一個協調。

　　

　　其次是工藝系統的確定。風電場規劃，制氫站、加氫站容量、工藝參數的系統選擇，所處的位置和服務對象相匹配，滿足系統的整體要求。現在的制氫系統一般工藝路線就是電解到一級壓縮再到存儲，二級壓縮到存儲再到加注，最后是設備的選型及系統配制，制氫、儲氫、冷卻壓縮加氫等系統的配制應與設備制造技術水平相匹配，并針對高壓氫氣特有的屬性選擇合適的一個存儲和管線材質，同時還應設置良好的降溫、防泄露和安全聯動等措施。

　　

　　在“雙碳”目標的背景下，東方電氣秉持綠色電力驅動未來的信仰，在風、光、水、火、氣、氫六電并舉，通過多年的技術沉淀，可以提供綠色零碳排放的綜合智慧能源整體解決方案和整套設備，為用戶創造更高的價值。

　　

　　今天的分享就到此結束，謝謝大家。

　　

　　（根據演講速記整理，未經演講人審核）