水电是我国大力发展的清洁能源，但在电力过剩时如何消纳却成为难题。在解决大量弃水问题上，业界有观点认为，通过电解技术制成氢气利用，或许是消纳弃水电量的有效方法。那么水电制氢的构想，能否给高效利用水电资源打开新的思路呢?近日，本报记者就富余水电制氢等相关问题对清华大学能源互联网创新研究院常务副院长高峰进行了采访。
“水电制氢”热度升温
记者：我们注意到，“水电制氢”近来被频繁提及，对此，您有什么感触?
高峰：可再生能源发电近年来在我国迅猛发展，但由于其时空的不均衡性，造成大量资源没有被充分利用。以近零边际成本的富余可再生能源发电生产清洁高效的二次能源──氢气，再以替代化石燃料气供热，为交通等行业通过燃料电池技术供能等方式利用氢气是一条可行的途径。这也是能源互联网中通过多种能源协同提升能源系统整体效能的一种体现。
水电由于直接拥有电解制氢的原料──水，相比于其他可再生能源发电制氢具有更大的优势。当前，四川省水电装机接近全省电力装机总量的80%，年外送水电千亿千瓦时以上，但随着四川省以及全国用能增速放缓，大量水电富余，近两年弃水电量都在百亿千瓦时水平，亟需途径消纳。清华大学能源互联网研究院正在协助四川省以水电制氢作为重要手段解决富余水电消纳问题，并希望形成供西南水电丰富地区借鉴的经验。
记者：您认为当下是谈论“水电制氢”的合适时机吗?
高峰：我认为现在不是“谈论”，而是“发展”水电制氢及氢能利用等氢产业链的“最佳时机”。
首先从政策因素来看，我国的可再生能源装机比例逐年上升，有利于可再生能源生产的政策频繁出台，同时我国用电量增速放缓，这利好包括制氢在内的可再生能源消纳相关产业。另外从环境因素来看，2030年碳排放“达峰”是一个硬约束，而氢气本身用于供能并不产生碳排放，因此可以说用电解制氢的“氢能替代”是“电能替代”的一部分。
此外，在资源禀赋合适、政策引导得当的前提下，氢气代替化石能源燃料气具有一定的经济性，燃料电池技术的发展进步速度也非常快，未来用氢前景较好。这些因素共同促成了可再生能源制氢消纳的 “最佳时机”的到来。
记者：那么，国际上利用富余水电制氢来解决大量弃水的情况如何?
高峰：中国水电总装机容量占全球1 /4、世界第一，水电消纳问题很难找到国外的经验来借鉴。国际上对通过富余可再生能源制氢正在开展相关工作，比如日本环境部计划投入30亿日元在几个区域推动电解制氢设备以及储存设备的建设，一部分制得的氢气将运送到加氢站，供燃料电池汽车使用。
电价及竞争力成挑战
记者：富余水电制氢如若可行，这对四川、云南等水电大省意味着什么?在解决大量弃水问题上，您如何定义它的角色或作用?
高峰：对四川、云南等水电大省而言，富余水电制氢意味着“弃水”问题将在相当程度上得到解决。如果政策配套得当，那么富余水电制氢一方面可以通过替代工业用和交通用化石燃料等方式最终消纳水电，助力“清洁替代”和“电能替代”，另一方面可以有效推动以燃料电池为代表，包括纳米技术、高分子技术等高精尖技术的氢产业链的发展，协助能源产业结构优化升级。
记者：根据您的经验，富余水电制氢在解决大量弃水问题上面临哪些困难和挑战?
高峰：目前看来，富余水电制氢利用解决弃水问题技术上可行，困难和挑战在于制氢电价是否合理，同时氢气利用的方式是否有竞争力。我们希望，一方面通过较严格的碳排放与污染物排放控制手段来增强氢气等清洁二次能源的使用率，另一方面推动燃料电池相关技术的研究与应用，使得氢气能够尽可能经济地获得利用。
记者：若考虑到低成本和低排放，富余水电制氢有什么优势和劣势?
高峰：能源互联网关注整个能源系统和能源产业链，推动氢能发展也要从氢能的生产、传输、存储、消费、交易各个环节综合考虑，这也是我们在四川推进富余水电制氢的做法，要形成可持续、可复制的模式。富余水电制氢的优势在于全生命周期碳排放很低，氢气利用效率较高，且富余水电制氢成本相比于常规网电制氢成本会有大幅度的降低。劣势在于，若不考虑环境影响，氢能和化石能源相比难以具备成本优势，且我国的燃料电池技术还有较大的进步空间。
记者：如果以后弃水问题得以解决，那么制氢项目会不会难以为继?
高峰：以氢能的清洁、零碳特性，这个产业发展起来后被淘汰掉的可能性目前还看不到。举例来讲，在氢燃料电池技术成熟后，100万辆燃料电池私人乘用车每年即可消纳100亿千瓦时水电产生的较高价格的氢气，制氢企业还可以同时保证利润。
