根據(jù)既定的能源戰(zhàn)略，未來我國將構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，顯著特征之一是大幅提高可再生能源在一次能源消耗中的占比。

為應(yīng)對全球氣候變化，履行《巴黎協(xié)議》中碳減排目標(biāo)，據(jù)國家可再生能源中心測算，我國既定能源政策仍需降低化石能源使用占比來達(dá)成氣候變化低于2℃的目標(biāo)。

圖5 低于2℃情景和既定政策情景的CO2排放量比較（百萬噸CO2）

根據(jù)《中國可再生能源展望2018》的預(yù)測，2020-2030年間，中國將迎來光伏與風(fēng)電大規(guī)模建設(shè)高峰。其中，新增光伏裝機容量約80-160GW/年，新增風(fēng)電裝機約70-140GW/年。到2050年，從我國一次能源需求來看，非化石能源的總體比例將達(dá)到70%，風(fēng)能和太陽能成為我國能源系統(tǒng)的絕對主力，在可再生能源中的占比將分別達(dá)到44%和27%。

得益于未來產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，能效水平的大幅提升和工業(yè)與交通領(lǐng)域的電氣化提升，2050年的我國終端能源需求總量得到控制，化石能源消費大幅縮減，電力消費顯著上升，氫能在終端能源消費中顯著增加。

圖6 低于2℃情景下終端能源消費（百萬噸標(biāo)煤）

氫電結(jié)合是構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要途徑

目前，我國能源發(fā)展逐步從總量擴張向提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變，能源效率、能源結(jié)構(gòu)、能源安全已成為影響我國能源高質(zhì)量發(fā)展的三大關(guān)鍵所在。國發(fā)能研院、綠能智庫認(rèn)為，相比其他轉(zhuǎn)型方式，氫能與電能結(jié)合將成為構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要途徑。

電能是多種能源間靈活高效轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵媒介，能量轉(zhuǎn)換效率通常在90%以上。電氣化水平的提升，有利于提升能源利用效率、降低化石能源在終端能耗中的占比，并緩解我國能源資源與負(fù)荷中心逆向分布的問題。

國發(fā)能研院、綠能智庫研究發(fā)現(xiàn)，氫能與電能同屬二次能源，更容易耦合電能、熱能、燃料等多種能源并與電能一起建立互聯(lián)互通的現(xiàn)代能源網(wǎng)絡(luò)。更為重要的是，氫能可實現(xiàn)不連續(xù)生產(chǎn)和大規(guī)模儲存，這將顯著增加電力網(wǎng)絡(luò)的靈活性，支撐更高份額的可再生能源電力的發(fā)展。

圖7 氫能和電能結(jié)合共同構(gòu)建現(xiàn)代能源體系

據(jù)國網(wǎng)能源研究院預(yù)測，隨著工業(yè)、建筑、交通等各部門的電氣化、自動化、智能化發(fā)展，清潔電力供應(yīng)的優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)，電能在終端用能結(jié)構(gòu)中占比持續(xù)提升，2050年電力在我國終端能源消費的比重將增長至47%，超出全球平均水平。

國發(fā)能研院、綠能智庫研究發(fā)現(xiàn)，隨著可再生能源發(fā)電比例持續(xù)升高和季節(jié)性供熱需求的增加，電網(wǎng)的靈活性面臨相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，需要大規(guī)模儲能支撐。目前為止，氫能制備及應(yīng)用是滿足規(guī)�；�、長周期儲能需求且經(jīng)濟可行的主要解決方案。更為重要的是，通過為交通和工業(yè)領(lǐng)域提供替代燃料，并通過固定式燃料電池提供電能和熱能，氫能可有效降低化石能源的使用，繼續(xù)提升電力在能源系統(tǒng)中的比重。據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，2050年，氫能將在我國能源體系中的占比達(dá)到10%。

電氫體系將突破可再生能源發(fā)展的限制

現(xiàn)代能源體系中，持續(xù)加大終端領(lǐng)域用電比例，將有效促進(jìn)包括風(fēng)電和光伏發(fā)電在內(nèi)的可再生能源電力的消納，支持更多可再生能源的規(guī)�；�開發(fā)，國發(fā)能研院、綠能智庫認(rèn)為，通過可再生能源制氫以及氫能與電能的深度耦合，可顯著增強電網(wǎng)靈活性，支撐以可再生能源為主的能源結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運行。

同時，可再生能源制氫與氫儲運、氫應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步，有望使部分優(yōu)勢地區(qū)的可再生能源擺脫電網(wǎng)設(shè)施及消納條件的限制。通過大規(guī)模開發(fā)風(fēng)、光等可再生能源電站，以較低的發(fā)電成本就地制氫，通過氫能儲運網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)可再生能源高效、低成本的區(qū)域輸送調(diào)配，而豐富的氫能應(yīng)用場景和電、氫深度耦合體系將有力支持大規(guī)模氫氣的消納。

以2018年三峽格爾木500MW領(lǐng)跑者基地項目為例，平均中標(biāo)電價及測算的就地制氫電價成本對比如下表，本地消納制氫電價有望降低1/4�？紤]到未來風(fēng)電和光伏發(fā)電成本持續(xù)下降，該比例有望繼續(xù)下降。

表2 典型光伏發(fā)電項目發(fā)電價格測算分析（單位：元/KWh）

注：輸電價格和線損率分別取7分/KWh和6.5%，光伏電站配套升壓及送出工程占投資比重約6%，未考慮就地制氫時光伏電站其它設(shè)備的變化。降低比例為就地制氫電價比東部落地電價減少的比例

國發(fā)能研院、綠能智庫認(rèn)為，屆時，氫能有望成為我國重要的出口能源重構(gòu)世界能源格局。這為突破可再生能源發(fā)展瓶頸提供了新的思路和空間。

水電方面，西南地區(qū)水電資源豐富，但豐水期消納問題制約了水電資源的開發(fā)利用，富余水電與制氫相結(jié)合將使水電資源開發(fā)擁著廣闊的前景。《成都市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2019—2023年）》數(shù)據(jù)顯示，僅四川省目前豐水期富余水電就可制備氫氣約2.53億噸。

吉林省白城市域內(nèi)可開發(fā)風(fēng)電和光伏發(fā)電潛力達(dá)3000萬千瓦，截至2019年10月白城市市新能源裝機達(dá)466萬千瓦。隨著魯固直流特高壓工程建成投運，白城市新能源利用率大幅提升至97%以上，但受制于吉林省2019-2020年本省消納平價風(fēng)電建設(shè)規(guī)模，白城市新能源開發(fā)規(guī)模以及外送和消納又將面臨瓶頸。通過將新能源開發(fā)與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結(jié)合，白城市選擇了可再生能源就地制氫作為主要技術(shù)路線，發(fā)展氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，變電力輸出地區(qū)為氫能供應(yīng)與應(yīng)用地區(qū)。通過構(gòu)建省內(nèi)氫能走廊、充分利用氫能大棚供熱、天然氣摻氫和氫能合成甲醇等技術(shù)，提高可再生能源開發(fā)規(guī)模和消納水平。

在國際可再生能源署發(fā)布的《張家口2050能源轉(zhuǎn)型報告》中，2050年張家口實現(xiàn)高份額可再生能源占比的途徑被定義為電氣化和加強氫能利用。屆時風(fēng)電和光伏發(fā)電將分別實現(xiàn)40GW和30GW的裝機規(guī)模，在氫能場景中，氫能與電能構(gòu)成的能源體系將支持可再生能源發(fā)電占比接近95%。

圖8 2050年張家口可再生能源發(fā)電預(yù)測（氫能情景）

國發(fā)能研院、綠能智庫認(rèn)為，電氫耦合將成為現(xiàn)代能源體系的重要特征，電氫能源體系將為開發(fā)我國豐富的可再生能源提供可靠的載體并培育適合的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，可再生能源有望突破現(xiàn)階段各種約束，迎來巨大的發(fā)展空間。