煤电如何绿色转型？中国工程院院士黄其励解读2024重大科学问题难题

【环球时报-环球网记者陈子帅邓孝慈】7月2日，在第二十六届中国科协年会主论坛上，中国科协发布2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。“电-氢-碳耦合方式协同推进新能源大规模开发与煤电绿色转型”入选十大前沿科学问题，《环球时报》记者采访了中国工程院院士、国家电网有限公司一级顾问黄其励，对该课题进行解读。近年来，我国风电、光伏等新能源发电迎来跨越式发展。然而，新能源发电具有随机性和波动性，大规模开发面临消纳和外送的难题。与此同时，当前煤电仍是我国主力电源、调峰电源和保安电源，新能源发电和燃煤发电耦合，降低煤电碳排放强度，向低碳甚至近零碳电源转变，是实现能源转型的关键。为了同时解决上述两大问题，中国工程院院士、国家电网有限公司一级顾问黄其励告诉《环球时报》记者，通过电-氢-碳耦合的方式，新能源电力为主要能量来源，以水、空气和煤电排放的二氧化碳等为原料，实现电、氢、氨、醇联产。新能源电力大发时，利用灵活的电制氢技术（包括海水直接电解制氢）消纳尖峰电力制取绿氢，再进一步合成氨或者与煤电排放的二氧化碳合成甲醇；新能源发电不足时，以燃煤掺氨发电、氢发电、氨发电作为支撑，满足供电需求。煤电排放的二氧化碳作为合成甲醇等化工产品的原料，变废为宝；新能源电力制取的氢、氨可以与火电掺烧，进一步降低碳排放。黄其励说，我国西部北部特别是沙戈荒地区新能源资源丰富，但当地用电需求小、电网基础设施相对薄弱，采用电-氢-碳协同的发展模式，可以有效实现新能源发电不受当地消纳和电网送出能力的制约，实现电力、能源和化工的柔性耦合，为新能源大规模开发和消纳，也为周边煤电的转型提供了新思路。那么，这一前沿科学问题研究的进展情况如何？黄其励介绍称，目前，电-氢-碳耦合处于探索阶段，是具有前瞻性、基础性和开拓性的科学问题，涉及电力系统、优化控制、材料学、热能工程、化工和海洋等多学科。整个链条不同环节的研究进展和技术水平区别较大，例如其中涉及的电制氢、储氢、新型储能技术进展迅速，但经济性还有待提升；碳捕集及利用技术还处于工程示范阶段，受限于经济性尚未大规模推广；合成氨、合成甲醇等技术已经较为成熟，广泛应用于化工行业，但与新能源电力相结合还需要提高其适应性和柔性；燃煤掺氨发电、氢燃气轮机等技术处于试验示范阶段。《环球时报》记者关注到，当前，我国新疆、内蒙等省份开展大量风电、光电制氢、制氨，煤电排放二氧化碳捕集和利用，以及“风光储用化”一体化示范项目的规划和建设，对电-氢-碳协同发展模式进行了积极的探索，推动电-氢-碳耦合模式的工程实施。（图片由受访对象提供） 原文链接：//shuzhiren.com/post/125453.html