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根据2022年国际能源署的数据，全球碳排放占比最大的领域是供电和供热，达44%，而中国这一比例高达56%，比全球平均水平高出12%。所以，降低能源电力系统的碳排放，是实现“双碳”目标的关键。
储能技术是实现可再生能源高效利用的关键。与电网配合效果最佳的储能方式是抽水蓄能，人类已使用近100年。但抽水蓄能可开发容量有限，且受环境、地理、地质等多种条件严格限制，合适的选址要求具备合适的山体、水源等条件。其他储能方式，如锂电池、飞轮储能、压缩空气储能，甚至有人提出建造几十层楼高的电梯，将重物提升，需要时让重物自由落体来发电。不过，就目前而言，这些储能方式难以在大规模与电网配合的同时兼顾良好的经济性。所以，氢储能值得我们重点关注。
通过氢能的存储与电网可再生能源的交互，能够实现电网并网或离网独立运行，这是一场全绿色的结构变革，有助于解决储能、可再生能源消纳以及能源电力市场化等重大挑战。
我们致力于打造氢赋能智能能源系统，该系统涉及电联供，以水为载体进行水能存储，可提高能源利用效率，实现氢能供应链的市场化运营和管理，使存储与电网及可再生能源相互交互，达成能源的并网和独立运行。这是一种全绿色的结构变化，能够有效应对可再生能源和新能源消纳以及能源电力市场化等难题。
未来，我们有望形成氢能和电能并重的能源供应系统。当前，二次能源以电为主，电网的地位不可替代，而未来将构建起氢和电并重的供需体系。上方是电的发输配用系统，下方是氢能的生产、运输、存储和使用系统，生产的电既可以接入电网，也能独立运行。
自2022年起，我们承担了自然科学基金重大项目“含氢多能源供需系统协同运行的基础理论与关键技术”。该项目涉及一系列基础研究问题，氢赋能新型物理融合系统具有典型性，主要包括系统的智能性设计和一体化建模，涉及终端系统和供需系统，属于典型的人机混合系统。
那么，何为智能？以终端能源系统为例，像会议厅在夏季供冷、冬季供热时，并非简单地将温度设定为某一数值，而是要以最节能的方式，利用最少的能源，为人们营造舒适环境。舒适环境并非仅由温度决定，还与湿度、二氧化碳浓度、噪声水平等因素相关。例如，湿度高时，26摄氏度可能仍让人感觉炎热；湿度低时，27摄氏度也可能让人感觉舒适，而这一差异可能导致能耗相差5%。所以，系统需要具备智能性。
此外，系统还需具备安全运行的控制优化理论、氢能供应链的协同优化理论。同时，该系统本身是带有储能的、能够自我调节和平衡的分布式系统，需要实现高能效调控和运行稳定。
陕西榆林的氢赋能零碳智慧能源站示范项目，是首个实现规模化和经济性的系统。太阳能和光伏可直接供电，电力过剩时用于制氢；电力不足时，由热电联产的氢燃料电池供电。由于榆林方面要求我们参与氢能供应链，并非全部自制氢，所以65%的氢来自外部。供热采用地缘热泵系统，通过地埋管和导热管，与氢燃料电池产生的热共同供热。夏季多余的热量，通过200米的地埋管与土壤进行热交换，提升土壤温度，冬季再用冷水将这部分热量置换出来用于供热。供冷同样依靠地缘热泵，并且配备了500吨的水罐，用于夏季储冷水、冬季储热水。如果仅考虑电能利用，利用率仅30%，而现在的能源利用率超过92%，几乎将所有能量都充分利用起来。
同时，能源站还安装了联通5G基站和数据中心，采用黄色的直冷机架，经济性良好。此外，我们还打造了一个出色的数字孪生系统。大家尤为关注成本问题，若采用电网供电、城市热力网供热以及冷水机组夏季供冷，综合单位能源成本约为每千瓦时0.57元，而我们的能源站可将成本降至0.36元，降低幅度超过30%。与传统能源结构（电网供电、热网供热、空调供冷）相比，我们的能源站在供电、供热和供冷方面，合计可降低35%的能源成本。我们提出了算力网、通信网和能源网的三网合一理念，这将为未来的分布式数据中心和超高速低碳发展提供零碳能源，实现算力、数据和通讯的联合，有力撬动能源需求。
另外，我们提出要扩展应用范围，强调能源系统与电网需建立良好的协调关系。通过自用或双边协议的方式，实现完全自我平衡，类似于异地配储，可将新能源发电基地与终端分布式能源零碳系统相连接，借助电网的过网收费模式，实现三赢局面。我们经过初步分析和计算，认为这一模式完全可行，能够为30%的新能源接入电网作出贡献，实现自我平衡，无需增加电网负担，通过电、热等多种能源形式实现平衡。新能源分布式系统能够实时跟踪不确定的可再生能源，根据能源的实际情况灵活使用，能源不足时可暂停使用，从而实现新能源的完全消纳。这为高比例可再生能源接入电网提供了有效解决方案，有望助力实现30%以上的可再生能源接入目标。
综上所述，经济高效的储能技术是利用可再生能源的关键，也是为未来算力和通信系统提供绿色能源的基础。氢赋能零碳智慧能源系统有望深度改变能源结构，为新质生产力发展的基础设施提供零碳能源。新质生产力涵盖数字、智能、绿色三个关键要素，缺一不可。为确保新质生产力的绿色特质，实现以绿色分布市场为标志的能源革命，系统的智能性设计以及运行控制优化至关重要，是保证系统具备零碳功能，并具有经济性和市场可复制性的核心所在。文| 中国储能网近日，江苏省政府印发《江苏省加快经济社会发展全面绿色转型若干政策举措》。文件提出加快推进沿海新型电力系统建设，到2030年，规划建设20个左右新型电力系统应用试点园区，新型储能和抽水蓄能装机规模达到1300万千瓦左右。落实新型储能价格扶持政策、天然气发电上网电价政策和清洁水电送苏落地电价机制，探索体现不同品质电能价值的电力市场体系。
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