风光制氢解决新能源消纳难题

鼓狮 • • 碳规划

风能和太阳能作为绿色能源的代表，正面临前所未有的挑战

在当今能源领域，风能和太阳能已成为新能源发展的核心力量，包括光伏发电、风力发电以及氢能等二次能源形式。风和光作为取之不尽、用之不竭的自然资源，为人类提供了清洁高效的能源解决方案。风力发电通过风力带动风车叶片旋转，将风能转化为电能；而光伏发电则借助太阳光照射，利用光生伏特效应原理，将太阳能直接转化为电能。这两种发电方式均无需燃烧燃料，不会产生环境污染，是典型的可再生清洁能源。

我国”三北”地区和沿海岛屿拥有丰富的风能和太阳能资源，这些地区在实现”双碳”目标和能源转型过程中扮演着关键角色。光伏发电和风力发电作为核心技术，已成为重点发展的新兴产业。目前，我国已稳居全球可再生能源生产和利用第一大国，风电和光伏总装机容量连续多年位居世界前列。根据国家能源局最新数据，截至今年2月底，我国风电装机容量已达到4.5亿千瓦，太阳能发电装机容量约6.5亿千瓦。专家预测，到2060年，风电和太阳能发电占比将超过50%，成为我国电力供应的主体。

然而，随着风电和太阳能发电比例的快速上升，一系列问题逐渐显现。光伏发电受太阳光源限制，发电时间集中于白天，夜晚发电量几乎为零，无法满足傍晚及夜间能源需求高峰。阴雨天气还会导致光伏发电效率大幅下降。风力发电则表现出一天中发电量极不稳定的特点。无论是光伏还是风力发电，都会因季节变化产生明显波动，这些自然力量的波动性和间歇性使得电力输出难以预测，最终导致供需失衡，给电网安全运行带来严峻挑战。随着大基地集中式风电、光伏装机量的大幅增加，新能源消纳压力持续增大。

我国能源资源分布不均衡，风能和太阳能资源主要集中在”三北”地区，而能源消费地则主要集中在中东部地区。为解决这一矛盾，通过建设特高压、超高压等大型输电工程实现”西电东送”成为最主流的解决方案。近年来，特高压交直流混电联网建设进度不断加快，有效提升了新能源消纳能力。除了外输通道建设，储能设施作为风电和光伏发电的重要配套设备，近年来装机规模不断扩大。快速发展的储能设施凭借其优越的调节性能，为电力系统提供了更多灵活性，实现了风电和光伏的平滑并网。但由于储能电站容量有限，利用风、光发电制氢成为解决大规模并网和消纳难题的有效途径。

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