張 鵬，吳 昊，張佳麗，王躍峰，耿大洲，余官培

(1.水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120；2.中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)，北京 100080；3.湖北省電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430040)

0 引 言

“十四五”時(shí)期是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期和窗口期，中國(guó)可再生能源將進(jìn)入高質(zhì)量躍升發(fā)展的新階段。國(guó)家《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》[1]提出，2025年，全國(guó)可再生能源在一次能源消費(fèi)增量中占比超過(guò)50%，可再生能源電力總量消納責(zé)任權(quán)重達(dá)到33%左右，非水電可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重達(dá)到18%左右，可再生能源利用率保持合理水平。

可再生能源與氫能具有天然互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，風(fēng)光氫儲(chǔ)被認(rèn)為是比較可行的新型能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)化方法。一方面，風(fēng)光氫儲(chǔ)系統(tǒng)可以促進(jìn)可再生能源大規(guī)模發(fā)展，為新能源就近消納增添新的手段；另一方面，還可利用氫能的多種能源轉(zhuǎn)換特性，將氫能作為儲(chǔ)能介質(zhì)參與到電力調(diào)峰領(lǐng)域，達(dá)成新能源的智慧互聯(lián)。國(guó)內(nèi)“三北”地區(qū)風(fēng)光資源尤其豐富，也是棄風(fēng)、棄光率較高的區(qū)域，就“三北”地區(qū)而言，發(fā)展風(fēng)光氫儲(chǔ)對(duì)于地區(qū)資源消納以及新型儲(chǔ)能均非常有利。

本文通過(guò)風(fēng)光氫儲(chǔ)模式對(duì)“三北”地區(qū)新能源項(xiàng)目棄電改善綜合收益，以及低成本綠氫與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)合方式的研究，具有多重現(xiàn)實(shí)意義：

一是促進(jìn)可再生能源消納，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。隨著風(fēng)光規(guī)模的巨大提升，風(fēng)電、光伏發(fā)電具有的間歇性、輸出功率波動(dòng)較大以及分布遠(yuǎn)離負(fù)荷中心等問(wèn)題愈發(fā)凸顯。氫能作為新型二次能源，可以有效解決這些問(wèn)題。電氫耦合能夠打破電網(wǎng)在新能源發(fā)電承載能力上的局限，使風(fēng)光水等資源得到充分開發(fā)利用，滿足不同形式的能源需求。圍繞“碳達(dá)峰、碳中和”重大戰(zhàn)略實(shí)施，有力有序有效推動(dòng)氫能與可再生能源耦合，積極探索“風(fēng)光氫儲(chǔ)”一體化，對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

二是發(fā)揮“三北”地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)，打造綠氫供應(yīng)基地。“三北”地區(qū)風(fēng)光資源尤其豐富，“十四五”期間，中國(guó)將陸續(xù)開發(fā)包括水電、風(fēng)電、光伏等電源在內(nèi)的多個(gè)大型清潔能源基地，形成九大集風(fēng)光(水電、火電)儲(chǔ)于一體的大型清潔能源基地以及五大海上風(fēng)電基地。通過(guò)風(fēng)光氫儲(chǔ)一體化，有望將“三北”地區(qū)打造為綠氫生產(chǎn)基地，隨低碳?xì)漭斔偷接脷浼蹍^(qū)，實(shí)現(xiàn)棄電利用和經(jīng)濟(jì)效益。

1 風(fēng)光氫儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)概述及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 風(fēng)光氫儲(chǔ)概述

風(fēng)光氫儲(chǔ)發(fā)展模式，即風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電耦合電解水制氫和燃料電池系統(tǒng)，將過(guò)剩風(fēng)、光功率用來(lái)電解水制氫，功率缺額由燃料電池來(lái)補(bǔ)充，減少風(fēng)電、光伏功率波動(dòng)及棄風(fēng)、棄光比例，同時(shí)可提供醫(yī)用或工業(yè)用氫、用氧和熱電聯(lián)產(chǎn)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)清潔、高品質(zhì)風(fēng)光氫綜合能源系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，為風(fēng)、光發(fā)電系統(tǒng)提供新型儲(chǔ)能方式。此外，在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，氫儲(chǔ)能可與新型電力系統(tǒng)高度融合，克服新能源電力儲(chǔ)存難題，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)周期、跨季節(jié)儲(chǔ)能，支撐風(fēng)光等可再生能源成為構(gòu)建新型能源體系的低碳能源[2]。

典型風(fēng)光氫儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)由風(fēng)電、光伏發(fā)電、制氫系統(tǒng)、儲(chǔ)氫罐、燃料電池及其他輔助設(shè)備組成，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。風(fēng)光耦合制氫主要包含電-氫轉(zhuǎn)換和氫氣儲(chǔ)運(yùn)兩大關(guān)鍵技術(shù)。圖1左側(cè)為電-氫轉(zhuǎn)換，左側(cè)電解水裝置消耗電能產(chǎn)生氫氣，實(shí)現(xiàn)電能向氫能轉(zhuǎn)換；圖1右側(cè)燃料電池利用氫氣產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)氫能向電能轉(zhuǎn)換。制氫技術(shù)的制約因素在于降低成本、提高能效、大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)搭建等方面；儲(chǔ)氫技術(shù)目前主要有氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫等[3]。

圖1 風(fēng)光制氫及氫儲(chǔ)能系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[3]

風(fēng)光氫儲(chǔ)是推動(dòng)可再生能源開發(fā)、調(diào)節(jié)及消納的重要路徑之一，可再生能源結(jié)合氫儲(chǔ)能技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)可再生電力的充分消納，具有廣義的儲(chǔ)能概念。通過(guò)構(gòu)建“電-氫”耦合體系不僅有助于電力系統(tǒng)穩(wěn)定，也能實(shí)現(xiàn)綠色能源以氫的形式向其他領(lǐng)域拓展。通過(guò)可再生能源制取綠氫，實(shí)現(xiàn)化石能源制氫的替代，助力冶金產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，改善建筑、交通領(lǐng)域碳排放。

1.2 風(fēng)光氫儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

從全球范圍來(lái)看，己經(jīng)有很多國(guó)家開始計(jì)劃并支持使用可再生能源、氫儲(chǔ)能以及燃料電池并網(wǎng)、離網(wǎng)發(fā)電的相關(guān)研究項(xiàng)目及示范工程。目前，中國(guó)風(fēng)光氫儲(chǔ)一體化產(chǎn)業(yè)尚處于探索階段，國(guó)家《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》[4]指出，要發(fā)揮氫能調(diào)節(jié)周期長(zhǎng)、儲(chǔ)能容量大的優(yōu)勢(shì)，開展氫儲(chǔ)能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景的示范，探索培育“風(fēng)光發(fā)電+氫儲(chǔ)能”一體化應(yīng)用新模式，探索氫能跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化潛力，促進(jìn)電能、熱能、燃料等異質(zhì)能源之間的互聯(lián)互通；國(guó)家《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》[5]指出，適度超前部署一批氫能項(xiàng)目，實(shí)施氫能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等場(chǎng)景的示范應(yīng)用。

2016年，大連“十二五”863項(xiàng)目示范工程建成了中國(guó)首個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電制氫站，將制氫技術(shù)、超高壓存儲(chǔ)技術(shù)以及加注技術(shù)融合為一體；2019年，國(guó)家能源集團(tuán)牽頭承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大規(guī)模風(fēng)光互補(bǔ)制氫關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項(xiàng)目啟動(dòng)，打造具有國(guó)際領(lǐng)先水平的“大規(guī)模風(fēng)光耦合制-儲(chǔ)-輸-用”系統(tǒng)綜合示范工程，2022年成功服務(wù)于北京冬奧會(huì)張家口賽區(qū)；2022年7月，國(guó)內(nèi)首座兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站在安徽六安投運(yùn)，標(biāo)志著中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)制氫—儲(chǔ)氫—?dú)淠馨l(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通，成為具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)“制、儲(chǔ)、發(fā)”氫能技術(shù)的全面驗(yàn)證和工程應(yīng)用；2021年以來(lái)，內(nèi)蒙古、河北等省(自治區(qū))相繼發(fā)布風(fēng)光制氫示范項(xiàng)目清單，按照重點(diǎn)地區(qū)先行先試有關(guān)要求，從氫能需求、新能源規(guī)模配置、制氫方案、氫能利用等方面，優(yōu)選示范項(xiàng)目先行先試，目前多數(shù)項(xiàng)目已開工建設(shè)。隨著可再生能源多能互補(bǔ)電解水制氫技術(shù)、氫儲(chǔ)能技術(shù)的不斷成熟，其平準(zhǔn)化成本將在技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；б娴耐苿?dòng)下逐步下降，風(fēng)光氫儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)逐步從試點(diǎn)示范走向市場(chǎng)化、商業(yè)化。

內(nèi)蒙古自治區(qū)已將氫能納入能源品種管理，拓寬了氫能應(yīng)用范圍，部分地區(qū)還對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣提供資金支持，并制定獎(jiǎng)懲機(jī)制，降低氫能項(xiàng)目投資成本的同時(shí)，有力地保障了項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展；在地方政策和推廣補(bǔ)貼的支持下，京津冀等地區(qū)已初步體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，而以內(nèi)蒙古、寧夏、吉林為代表的先行先試地區(qū)，充分利用風(fēng)光資源稟賦優(yōu)勢(shì)，已具備布局風(fēng)光電解水制氫的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，一批風(fēng)光氫儲(chǔ)示范項(xiàng)目正在逐步落地投產(chǎn)。

2020年以來(lái)，國(guó)內(nèi)風(fēng)光氫儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇，呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)。首先，制氫已成為部分地區(qū)開發(fā)新能源項(xiàng)目的必要條件，內(nèi)蒙古自治區(qū)下轄多個(gè)盟、市的新能源建設(shè)項(xiàng)目中明確了配套制氫規(guī)模，為可再生能源制氫發(fā)展提供了較大空間；其次，在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下，氫能可參與到化工、鋼鐵、交通、建筑等高耗能、高排放企業(yè)的減碳環(huán)節(jié)，降低碳排放；最后，協(xié)同風(fēng)光等新能源大規(guī)模開發(fā)利用，針對(duì)風(fēng)光發(fā)電的波動(dòng)性、間歇性，氫儲(chǔ)能可提供調(diào)峰輔助容量，助推各行業(yè)通過(guò)綠氫加速實(shí)現(xiàn)降碳脫碳和轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2 “三北”地區(qū)風(fēng)電光伏發(fā)展與消納分析

按照行政區(qū)劃，“三北”地區(qū)指中國(guó)華北、東北、西北地區(qū)。華北地區(qū)主要包括北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古；西北地區(qū)主要包括寧夏、新疆、青海、陜西、甘肅；東北地區(qū)主要包括遼寧、吉林、黑龍江?！叭薄钡貐^(qū)國(guó)土總面積約435.8萬(wàn)km2，占中國(guó)陸地面積的45.4%；2022年度地區(qū)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到277 435.86萬(wàn)億元，在全國(guó)占比23.1%。

受資源稟賦影響，中國(guó)能源生產(chǎn)消費(fèi)逆向性分布特征明顯，重要能源基地主要分布在“三北”地區(qū)，長(zhǎng)期以來(lái)，形成了“西電東送、北煤南運(yùn)、西氣東輸”的能源流向格局。2022年，“三北”地區(qū)風(fēng)光累計(jì)裝機(jī)容量占全國(guó)的50.4%，能源消費(fèi)則集中在中東南部地區(qū)，能源消費(fèi)占全國(guó)比重超70%，而中東部地區(qū)能源生產(chǎn)占比不足30%[6]。作為解決大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電并網(wǎng)消納問(wèn)題，促進(jìn)區(qū)域平衡發(fā)展的重要路徑，“三北”地區(qū)風(fēng)光基地與氫儲(chǔ)能高比例耦合發(fā)展具有良好基礎(chǔ)。

2.1 “三北”地區(qū)風(fēng)電光伏開發(fā)運(yùn)行情況

“三北”地區(qū)風(fēng)電發(fā)展穩(wěn)定。2018年～2022年“三北”與中東南部地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量占比對(duì)比如圖2所示，截至2022年底，華北地區(qū)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量9 832萬(wàn)kW，占比26.9%；西北地區(qū)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量8 280萬(wàn)kW，占比22.7%；東北地區(qū)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量3 259萬(wàn)kW，占比8.9%。華北、西北地區(qū)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量位居全國(guó)前列。2022年，“三北”地區(qū)合計(jì)新增并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量比重達(dá)42.1%，同比提升3.5個(gè)百分點(diǎn)[6]。

圖2 2018年～2022年“三北”與中東南部地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量占比對(duì)比

“三北”地區(qū)光伏發(fā)電快速發(fā)展。2022年，“三北”地區(qū)累計(jì)并網(wǎng)光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到16 828萬(wàn)kW，占全國(guó)總量的42.9%。其中，華北、西北、東北地區(qū)光伏發(fā)電裝機(jī)容量分別為7 428萬(wàn)、7 937萬(wàn)、1 463萬(wàn)kW[6]。

2.2 “三北”地區(qū)風(fēng)電光伏消納利用情況

根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年全國(guó)及重點(diǎn)省份清潔能源消納利用情況良好。全國(guó)風(fēng)電平均利用率96.8%，與上年基本持平；青海、新疆和蒙西風(fēng)電利用率同比顯著提升，同比分別提升3.4、2.7、1.8個(gè)百分點(diǎn)。全國(guó)光伏發(fā)電利用率98.3%，同比提升0.3個(gè)百分點(diǎn)。青海光伏消納水平顯著提升，光伏利用率同比提升4.9個(gè)百分點(diǎn)[7]。

具體到“三北”地區(qū)，從風(fēng)電消納情況來(lái)看，2022年，“三北”地區(qū)棄風(fēng)電量總計(jì)230.57億kW·h，占全國(guó)棄風(fēng)總量的91.4%。其中，華北地區(qū)棄風(fēng)電量135.77億kW·h，棄風(fēng)率5.9%；西北地區(qū)棄風(fēng)電量76.60億kW·h，棄風(fēng)率4.7%；東北地區(qū)棄風(fēng)電量18.20億kW·h，棄風(fēng)率2.6%。從光伏消納情況來(lái)看，2022年，“三北”地區(qū)棄光電量總計(jì)61.32億kW·h，占全國(guó)棄光電量的83.0%。其中，華北地區(qū)棄光電量15.14億kW·h，棄光率1.6%；西北地區(qū)棄光電量43.77億kW·h，棄光率4.1%；東北地區(qū)棄光電量2.41億kW·h，棄光率1.2%[6-7]。

中國(guó)現(xiàn)有能源體系和基礎(chǔ)設(shè)施難以容納大規(guī)模的可再生能源發(fā)電，在風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模增大后，出現(xiàn)了棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象[8]，“三北”地區(qū)為主要棄風(fēng)、棄光區(qū)域。整體而言，面臨本地消納空間較小、電力系統(tǒng)調(diào)峰能力不足、局部地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架受限、跨省區(qū)外送電能力有待提升、促進(jìn)新能源消納的市場(chǎng)機(jī)制仍不完善、用電量增速較慢等問(wèn)題，在此情境下，通過(guò)“綠電+綠氫”新模式，鼓勵(lì)采用具有適應(yīng)可再生能源出力波動(dòng)的綠色制氫技術(shù)，加快推進(jìn)風(fēng)光氫儲(chǔ)一體化示范，具有重要意義。

2.3 “三北”地區(qū)可再生能源發(fā)展趨勢(shì)

2021年12月，第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)光基地建設(shè)項(xiàng)目總規(guī)模為97.05 GW，目前九成以上規(guī)模已經(jīng)開工建設(shè)；2022年，第二批風(fēng)光大基地項(xiàng)目規(guī)模超過(guò)450 GW，主要布局在內(nèi)蒙古、寧夏、新疆、青海、甘肅等地區(qū)。2022年以來(lái)，大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目陸續(xù)并網(wǎng)投產(chǎn)，新能源項(xiàng)目集中度增大，“三北”地區(qū)風(fēng)光新增并網(wǎng)規(guī)模仍將保持快速增長(zhǎng)。

今后，在新增并網(wǎng)規(guī)模持續(xù)快速增長(zhǎng)勢(shì)頭下，“三北”地區(qū)風(fēng)光消納壓力將持續(xù)增大。從2021年開發(fā)運(yùn)行數(shù)據(jù)看[9]，內(nèi)蒙古、青海、寧夏開發(fā)量大，本地消納能力有限，特高壓輸電通道建設(shè)需要較長(zhǎng)周期，異地消納條件較差。在此前提下，以風(fēng)光氫儲(chǔ)為典型代表的多能源系統(tǒng)為可再生能源消納提供了可能性，如何挖掘系統(tǒng)新的潛力，為可再生能源利用提供新的場(chǎng)景，成為今后亟待解決的問(wèn)題，也是進(jìn)一步研究可再生能源規(guī)劃建設(shè)、優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)[10]。

3 “三北”地區(qū)風(fēng)光氫儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)

3.1 發(fā)展機(jī)遇

“三北”地區(qū)風(fēng)光氫儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)，擁有多方面的發(fā)展機(jī)遇。

(1)支持政策持續(xù)發(fā)力。國(guó)家高度重視可再生能源消納問(wèn)題，出臺(tái)了一系列促進(jìn)消納的政策措施，其中，包括可再生能源規(guī)?；茪淅谩Ｔ诳稍偕茉窗l(fā)電成本低、氫能儲(chǔ)輸用產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件較好的地區(qū)，推進(jìn)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，打造規(guī)模化的綠氫生產(chǎn)基地，推進(jìn)化工、煤礦、交通等重點(diǎn)領(lǐng)域綠氫替代。同時(shí)，地方政府也在積極推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一是積極制定氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，可再生能源制氫在國(guó)內(nèi)呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢(shì)；二是“十四五”時(shí)期，“三北”地區(qū)可再生能源規(guī)劃裝機(jī)規(guī)模巨大，風(fēng)光大基地項(xiàng)目陸續(xù)開建投產(chǎn)，為可再生能源消納帶來(lái)難點(diǎn)，制氫需求短期內(nèi)將大幅增加；三是制氫已成為部分地區(qū)開發(fā)新能源項(xiàng)目的必要條件，可再生能源制氫已成為新能源項(xiàng)目投標(biāo)的必備條件，依托氫能帶動(dòng)新能源項(xiàng)目落地也成為地方政府的額外需求；四是燃料電池汽車示范城市群補(bǔ)貼力度較大，為下游市場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)一步打開空間。

(2)資源條件優(yōu)越，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。風(fēng)電資源主要分布在“三北”地區(qū)中東部，太陽(yáng)能資源主要分布在其中西部。內(nèi)蒙古中部、河北北部和山西、新疆北部部分地區(qū)同時(shí)具有較高的風(fēng)能與太陽(yáng)能發(fā)電潛力，適宜建設(shè)大規(guī)模風(fēng)-光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)[11]?！叭薄钡貐^(qū)是中國(guó)主要煤化工產(chǎn)業(yè)基地，以及重要的石油化工基地，如準(zhǔn)東、寧東煤化工基地，克拉瑪依、蘭州石化基地等都集中在這些地區(qū)。風(fēng)光資源與煤化工、石油化工的分布具有較高的重合性，在煤炭、石油資源豐富，煤化工和石油化工企業(yè)集中的地區(qū)，利用當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)的風(fēng)電、光伏資源發(fā)展大規(guī)模電解水制綠氫，替代灰氫藍(lán)氫，實(shí)現(xiàn)綠氫的就地生產(chǎn)消納。隨著氫能產(chǎn)業(yè)日益成熟，制氫成本不斷下降，“三北”地區(qū)風(fēng)光氫儲(chǔ)系統(tǒng)不斷優(yōu)化，商業(yè)模式也逐漸成熟。中國(guó)可再生能源開發(fā)利用持續(xù)保持全球領(lǐng)先地位，2022年，全國(guó)風(fēng)電、光伏年發(fā)電量合計(jì)突破1萬(wàn)億kW·h，達(dá)到1.19萬(wàn)億kW·h，占全社會(huì)用電量的13.7%[12]?！笆奈濉逼陂g，預(yù)計(jì)“三北”地區(qū)風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量將達(dá)到6億kW，具備發(fā)展風(fēng)光氫儲(chǔ)的基礎(chǔ)條件。從中長(zhǎng)期來(lái)看，基于中國(guó)電力行業(yè)長(zhǎng)期低碳轉(zhuǎn)型路徑(1.5 ℃情景下)，從2020年到2050年，風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電的合計(jì)擴(kuò)張速度需要達(dá)到166 GW/a；就風(fēng)電發(fā)展而言，大部分風(fēng)電機(jī)組建設(shè)在內(nèi)蒙古、新疆和東北三省風(fēng)力資源富集地區(qū)，上述3個(gè)地區(qū)2050年的風(fēng)電裝機(jī)容量將分別達(dá)到當(dāng)前容量的54、20倍和13倍[13]。

(3)產(chǎn)業(yè)技術(shù)日益成熟。目前，中國(guó)已經(jīng)初步形成了從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到示范推廣的全方位發(fā)展格局，布局了涵蓋制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加注、應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度全球領(lǐng)先，經(jīng)過(guò)技術(shù)迭代與項(xiàng)目示范，推動(dòng)風(fēng)光氫儲(chǔ)模式技術(shù)日益成熟。

(4)市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)《Global Hydrogen Review 2022》[14]報(bào)告發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年全球氫氣年產(chǎn)量達(dá)到9 400萬(wàn)t，占到終端能源消耗的2.5%左右；電力行業(yè)氫、氨的應(yīng)用得到更多關(guān)注，到2030年，已發(fā)布的項(xiàng)目潛在裝機(jī)容量達(dá)到3.5 GW。國(guó)內(nèi)氫能應(yīng)用市場(chǎng)空間主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：一是風(fēng)光棄電制氫，促進(jìn)可再生能源消納；二是提供調(diào)峰輔助容量；三是實(shí)現(xiàn)電價(jià)差額套利。國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年，“三北”地區(qū)棄風(fēng)電量230.57億kW·h，棄光電量61.32億kW·h。制氫電耗按照5 kW·h/Nm3計(jì)算，理論上總棄電量可制取綠氫51.96萬(wàn)t。“三北”地區(qū)風(fēng)光棄電制氫潛力如表1所示。

表1 “三北”地區(qū)風(fēng)光棄電制氫潛力

3.2 面臨挑戰(zhàn)

目前，“三北”地區(qū)風(fēng)光氫儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)總體處于發(fā)展初期，在終端能源消費(fèi)中占比很低。受制于多方面限制因素，尚未形成全產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)合力，面臨以下多方面挑戰(zhàn)：

(1)全產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟(jì)性亟待提升。產(chǎn)業(yè)平準(zhǔn)化成本居高不下仍是制約行業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素[15]。目前，風(fēng)光氫儲(chǔ)項(xiàng)目多處于示范應(yīng)用階段，裝備、技術(shù)和工藝等均在探索中，區(qū)域性大規(guī)模供應(yīng)和消費(fèi)中心尚未形成[16]。加之風(fēng)光等可再生能源的波動(dòng)性、間斷性限制其持續(xù)穩(wěn)定供給，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性大大降低，影響很多成本敏感性場(chǎng)景的實(shí)際應(yīng)用[16]。

(2)缺乏氫能基礎(chǔ)設(shè)施的整體布局。加氫站、輸氫管道等支撐設(shè)施嚴(yán)重不足，氫能項(xiàng)目建設(shè)局限在化工園區(qū)內(nèi)，不利于氫能大規(guī)模應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)集聚，產(chǎn)業(yè)鏈上下游難以形成有效聯(lián)動(dòng)。

(3)市場(chǎng)需求總體不足。目前，“三北”地區(qū)呈現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型難、生態(tài)承載能力低等突出矛盾，特別是在可再生能源利用方面，外部依賴特征尤為明顯[17]。對(duì)于綠氫需求主要基于國(guó)家低碳政策而非直接的經(jīng)濟(jì)收益，并未轉(zhuǎn)化為對(duì)于綠氫產(chǎn)品購(gòu)買[18]。同時(shí)，缺乏激勵(lì)措施促進(jìn)綠色工業(yè)產(chǎn)品(如綠氨、綠醇、氫冶金等)使用，間接促使綠氫市場(chǎng)需求不足，導(dǎo)致風(fēng)光氫儲(chǔ)項(xiàng)目投資減少，無(wú)法通過(guò)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模降低綠氫成本。

(4)自主核心技術(shù)仍需攻關(guān)。首先，可再生能源發(fā)電的間斷性和波動(dòng)性是限制可再生氫能穩(wěn)定持續(xù)供給的重要因素之一；其次，在制氫技術(shù)方面，PEM制氫技術(shù)能夠匹配波動(dòng)的可再生能源，但高效率的技術(shù)和制氫裝備的關(guān)鍵材料仍為國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)研究、裝備制造能力相對(duì)較弱。

4 市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 風(fēng)光氫儲(chǔ)市場(chǎng)供需分析

可再生能源制氫市場(chǎng)主要存在于“三北”、西南和華東等地區(qū)，這些區(qū)域可再生能源資源豐富，開發(fā)潛力巨大，同時(shí)可再生能源開發(fā)速度快，棄電存量規(guī)模較大，增加可再生能源供能占比是加快實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的重要途徑，解決棄電問(wèn)題和加速低碳能源應(yīng)用已成為目前能源領(lǐng)域研究課題?！叭薄钡貐^(qū)作為中國(guó)可再生能源開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域，相較于西南、華東地區(qū)具有土地、人力、交通等綜合開發(fā)優(yōu)勢(shì)。

目前，中國(guó)可再生能源裝機(jī)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，發(fā)電量持續(xù)增長(zhǎng)，利用率水平高。風(fēng)電、光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)平價(jià)無(wú)補(bǔ)貼上網(wǎng)，風(fēng)電、光伏發(fā)電和水電消納水平均提高到95%以上。雖然可再生能源保持著較高消納水平，但受可再生能源裝機(jī)規(guī)模快速增加和技術(shù)等多因素影響，仍存在著較大規(guī)模棄電，2022年中國(guó)風(fēng)光棄電規(guī)模達(dá)326.03億kW·h[6-7]。

在國(guó)家政策的大力支持下，儲(chǔ)能將成為新的藍(lán)海產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，“三北”地區(qū)將是儲(chǔ)能市場(chǎng)布局的重點(diǎn)區(qū)域?？稍偕茉粗茪涫橇硪环N廣義儲(chǔ)能，通過(guò)可再生能源制取的綠氫具有零碳特性，能夠幫助其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)脫碳，同時(shí)可在更為經(jīng)濟(jì)的條件下實(shí)現(xiàn)可再生能源的充分消納。在“雙碳”目標(biāo)背景下，綠氫有望在交通、冶金、化工和建筑等多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。國(guó)家《氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》[4]數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)是世界上最大的制氫國(guó)，年制氫產(chǎn)量約3 300萬(wàn)t。經(jīng)研究測(cè)算，到2025年，中國(guó)氫氣年產(chǎn)量將達(dá)到4 800萬(wàn)t，綠氫制取將以質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane，PEM)制氫為主，以可再生能源發(fā)電為主的電解水制氫規(guī)模將達(dá)到300萬(wàn)t/a，市場(chǎng)投資額約為1 022億元，預(yù)計(jì)電解槽綜合成本逐漸降至5 000元/kW；到2030年，國(guó)內(nèi)電解槽總?cè)萘繉⑦_(dá)到75 GW，投資額約3 750億元。

4.2 風(fēng)光耦合制氫經(jīng)濟(jì)性分析

現(xiàn)以風(fēng)光資源富集的內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭地區(qū)為例，分析風(fēng)光耦合制氫項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)調(diào)研，包頭地區(qū)光伏發(fā)電年可利用小時(shí)數(shù)1 600 h，風(fēng)電年可利用小時(shí)數(shù)4 000 h，利用風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源制氫，不采用電網(wǎng)外購(gòu)電力，光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模100 MW，風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模100 MW。假定本項(xiàng)目為加氫站供氫，制氫量滿足氫能用量需求，儲(chǔ)氫容量需滿足至少存儲(chǔ)1 d制氫量。

4.2.1 光伏耦合制氫項(xiàng)目

包頭地區(qū)光伏發(fā)電年可利用小時(shí)數(shù)為1 600 h，光伏裝機(jī)一定時(shí)，容量配比增加，制氫裝備成本增加，總成本增加，總成本與單位氫氣成本呈正相關(guān)；同時(shí)，制氫容量增加，制氫量增加，制氫量與單位氫氣成本呈負(fù)相關(guān)。經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，制氫與光伏發(fā)電的容量配比增加時(shí)，單位氫氣成本先降后升，當(dāng)容量配比為0.40時(shí)，單位氫氣成本最低，約為22.82元/kg。

研究發(fā)現(xiàn)，影響光伏制氫成本的主要因素是PEM制氫裝備的單位造價(jià)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的單位造價(jià)。由于PEM制氫裝備目前處于產(chǎn)業(yè)初期，成本下降幅度較大，預(yù)期在2025年P(guān)EM制氫裝備造價(jià)可低至3 000元/kW，因此敏感性分析的范圍為PEM制氫裝備造價(jià)3 000～7 000元/kW。經(jīng)測(cè)算發(fā)現(xiàn)，氫氣成本與PEM制氫裝備造價(jià)成正比關(guān)系，當(dāng)造價(jià)由7 000元/kW降低至3 000元/kW時(shí)，氫氣成本由22.80元/kg降低至17.30元/kg，降幅為24.3%。當(dāng)PEM制氫裝備低至3 000元/kW時(shí)，氫氣成本已具備較好經(jīng)濟(jì)性。

光伏發(fā)電裝備目前已較為成熟，后續(xù)發(fā)展空間非常大，成本下降幅度仍然較大，預(yù)期未來(lái)光伏發(fā)電裝備造價(jià)可低至2 500元/kW，因此敏感性分析的范圍為光伏發(fā)電裝備造價(jià)2 500～4 000元/kW。如圖3所示，氫氣成本與光伏發(fā)電裝備造價(jià)成正比關(guān)系，當(dāng)造價(jià)由4 000元/kW降低至2 500元/kW時(shí)，氫氣成本由22.80元/kg降低至18.80元/kg，降幅為17.5%?？梢姡S著光伏發(fā)電裝備造價(jià)的下降，氫氣成本將會(huì)有一定幅度的下降，但下降幅度空間小于PEM制氫裝備造價(jià)下降帶來(lái)的降幅。

圖3 制氫成本隨光伏系統(tǒng)成本的變化

未來(lái)，光伏發(fā)電裝備和PEM裝備均會(huì)隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展而降低成本，因此可以預(yù)計(jì)在2025年左右，光伏發(fā)電裝備造價(jià)可低至2 500元/kW、PEM制氫裝備低至3 000元/kW，在這種情況下，氫氣成本可以低至13.30元/kg，其成本相對(duì)于灰氫也具備較好的經(jīng)濟(jì)性競(jìng)爭(zhēng)力。因此，當(dāng)滿足光伏發(fā)電裝備造價(jià)可低至2 500元/kW、PEM制氫裝備低至3 000元/kW的條件時(shí)，光伏制氫以市場(chǎng)化方式進(jìn)行規(guī)?；茝V，發(fā)展空間巨大。

4.2.2 風(fēng)電耦合制氫項(xiàng)目

包頭地區(qū)風(fēng)電年可利用小時(shí)數(shù)為4 000 h，當(dāng)風(fēng)電裝機(jī)一定時(shí)，容量配比增加，制氫裝備成本增加，總成本增加，總成本與單位氫氣成本呈正相關(guān)；同時(shí)，制氫容量增加，制氫量增加，制氫量與單位氫氣成本呈負(fù)相關(guān)。制氫與風(fēng)電的容量配比增加時(shí)，單位氫氣成本先降后升，當(dāng)容量配比為0.40時(shí)，單位氫氣成本最低，約為12.3元/kg。

研究發(fā)現(xiàn)，影響風(fēng)電制氫成本的主要因素是PEM制氫裝備的單位造價(jià)和風(fēng)電系統(tǒng)的單位造價(jià)。PEM制氫裝備目前處于產(chǎn)業(yè)初期，成本下降幅度比較大，預(yù)期在2025年P(guān)EM制氫裝備造價(jià)可低至3 000元/kW，因此敏感性分析的范圍為PEM制氫裝備造價(jià)3 000～7 000元/kW。氫氣成本與PEM制氫裝備造價(jià)成正比關(guān)系，當(dāng)造價(jià)由7 000元/kW降低至3 000元/kW時(shí)，氫氣成本由13.50元/kg降低至10.60元/kg，降幅為21.1%。當(dāng)PEM制氫裝備低至3 000元/kW時(shí)，氫氣成本已具備較好經(jīng)濟(jì)性，可以與灰氫進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

風(fēng)電裝備目前已較為成熟，成本下降幅度相對(duì)較小，預(yù)期未來(lái)風(fēng)電裝備造價(jià)可低至3 500元/kW，因此敏感性分析的范圍為風(fēng)電裝備造價(jià)3 500～5 000元/kW。如圖4所示，氫氣成本與風(fēng)電裝備造價(jià)成正比關(guān)系，當(dāng)造價(jià)由5 000元/kW降低至3 500元/kW時(shí)，氫氣成本由13.50元/kg降低至11.40元/kg，降幅為15.2%。可見，隨著風(fēng)電裝備造價(jià)的下降，氫氣成本有一定幅度的下降，但下降幅度空間小于PEM制氫裝備造價(jià)下降帶來(lái)的降低。

圖4 制氫成本隨風(fēng)電系統(tǒng)成本的變化

未來(lái)，風(fēng)電、PEM裝備均會(huì)隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展而降低成本，因此可以預(yù)計(jì)在2025年左右，風(fēng)電裝備造價(jià)可低至3 500元/kW、PEM制氫裝備低至3 000元/kW，在這種情況下，氫氣成本可以低至8.60元/kg，其成本相對(duì)于灰氫具備很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，用于化工、冶金等大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用也具備經(jīng)濟(jì)性。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

基于資源稟賦優(yōu)勢(shì)，“三北”地區(qū)逐步成為中國(guó)新能源發(fā)電最為集中區(qū)域，同時(shí)，該地區(qū)棄風(fēng)棄光情況也高于全國(guó)平均水平。風(fēng)光氫儲(chǔ)綜合能源系統(tǒng)可提高清潔能源供應(yīng)與利用比重，進(jìn)一步增強(qiáng)地區(qū)供能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，促進(jìn)多能互補(bǔ)，助力可再生能源消納。西北地區(qū)風(fēng)光資源豐富，可先行先試，走在風(fēng)光氫儲(chǔ)發(fā)展前列。

“三北”地區(qū)當(dāng)?shù)鼐G氫消納途徑較為有限，而東部等發(fā)達(dá)區(qū)域用氫需求規(guī)模較大，通過(guò)能源貿(mào)易帶動(dòng)“三北”地區(qū)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，綠氫規(guī)模化生產(chǎn)也有望帶動(dòng)氫能及可再生能源全產(chǎn)業(yè)鏈落地投產(chǎn)，有助于推動(dòng)“三北”地區(qū)能源轉(zhuǎn)型和工業(yè)現(xiàn)代化水平提升，有機(jī)會(huì)帶動(dòng)化工、冶金、汽車制造等產(chǎn)業(yè)向“三北”地區(qū)轉(zhuǎn)移。

當(dāng)前光伏制氫成本較灰氫仍然偏高，政府應(yīng)加大對(duì)風(fēng)光耦合制氫項(xiàng)目支持力度，給予補(bǔ)貼和政策支持，使綠氫盡快具備替代灰氫的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。PEM制氫裝備成本對(duì)于風(fēng)光耦合制氫成本的影響最大，應(yīng)加大PEM制氫裝備技術(shù)攻關(guān)和示范應(yīng)用，盡快實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化替代，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，快速降低裝備成本，力爭(zhēng)在2025年設(shè)備成本達(dá)到3 000元/kW或更低。

5.2 建議

基于研究結(jié)論，提出以下風(fēng)光氫儲(chǔ)助力“三北”地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建議。

(1)綜合降低全產(chǎn)業(yè)鏈成本，解決綠氫制取應(yīng)用的錯(cuò)位問(wèn)題。建議制定“三北”地區(qū)綠氫項(xiàng)目專項(xiàng)電價(jià)及稅收抵免政策，優(yōu)化電力市場(chǎng)，擴(kuò)大綠色電力交易規(guī)模，對(duì)綠氫裝備制造進(jìn)行補(bǔ)貼，開發(fā)高效、高性能堿性電解槽，減少成本支出。以風(fēng)光大型基地為依托，充分調(diào)動(dòng)地方政府的能動(dòng)性，結(jié)合區(qū)域優(yōu)勢(shì)，有序推進(jìn)風(fēng)光氫儲(chǔ)項(xiàng)目建設(shè)。從時(shí)間、空間角度，探索利用綠氫實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)儲(chǔ)能，提高棄風(fēng)、棄光利用率，增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰力度，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化發(fā)展。

(2)著力打造綠色氫源基地，統(tǒng)籌推進(jìn)綠氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。對(duì)于“三北”尤其是西北地區(qū)，按照先立后破的整體工作方針，把握風(fēng)光大基地建設(shè)機(jī)遇，因地制宜發(fā)展風(fēng)光氫儲(chǔ)。開展綠氫區(qū)域化示范應(yīng)用，提升可再生能源利用率2%～3%[19]，建設(shè)綠色氫能基地。將棄電充分利用，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袃r(jià)值的氫能，助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)，鼓勵(lì)地方試點(diǎn)，放寬對(duì)非化工業(yè)園區(qū)制氫加氫的限制，布局中長(zhǎng)距離輸氫管網(wǎng)建設(shè)，開展天然氣管道摻氫、純氫管道輸送等試點(diǎn)示范，加大固態(tài)、深冷高壓、有機(jī)液體儲(chǔ)氫等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，統(tǒng)籌加氫站建設(shè)，構(gòu)建地區(qū)全局性加氫網(wǎng)絡(luò)。

(3)拓展綠氫多元化消費(fèi)場(chǎng)景，提升綠氫利用的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。一方面，提高大規(guī)模儲(chǔ)氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，支撐低成本綠氫跨區(qū)域供應(yīng)。加速在氫能產(chǎn)業(yè)集聚度高的區(qū)域構(gòu)建高效氫能供應(yīng)保障體系，實(shí)現(xiàn)綠氫供需協(xié)同發(fā)展[20]。另一方面，積極引導(dǎo)化工、煉鋼、交通、儲(chǔ)能、發(fā)電等高能耗高排放行業(yè)的綠氫替代，擴(kuò)大綠氫替代化石能源應(yīng)用規(guī)模，探索綠氫作為工業(yè)生產(chǎn)高品質(zhì)熱源的應(yīng)用，推動(dòng)綠氫在分布式發(fā)電、備用(或移動(dòng)式)電源、家用熱電聯(lián)供系統(tǒng)等領(lǐng)域應(yīng)用取得突破[21]。建議制定相關(guān)政策，鼓勵(lì)綠氫在化工領(lǐng)域就近利用、風(fēng)光氫儲(chǔ)微網(wǎng)供能、工業(yè)物流園區(qū)綠氫叉車等3個(gè)主要應(yīng)用方向上較快實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)減少過(guò)網(wǎng)費(fèi)、直交流和高低壓轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)低成本高效制取綠氫。充分利用碳匯、綠電等政策工具，提高企業(yè)綠氫替代灰氫的內(nèi)驅(qū)力[22]。同時(shí)，積極探索開展跨境綠氫交易，打造區(qū)域綠氫交易平臺(tái)。在遼寧、吉林等地，圍繞綠氫制備、儲(chǔ)運(yùn)打造產(chǎn)業(yè)基地，通過(guò)航運(yùn)、管道運(yùn)輸?shù)刃问较蛉?、韓等國(guó)出口；在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等地區(qū)，發(fā)揮太陽(yáng)能、風(fēng)能資源優(yōu)勢(shì)，通過(guò)中歐國(guó)際班列出口綠氫[23]。

(4)加快自主核心技術(shù)研發(fā)，積極布局規(guī)?；瘍?chǔ)氫和電力調(diào)峰。在依托沙漠、戈壁、荒漠風(fēng)光大基地建設(shè)，擴(kuò)大制氫規(guī)模的同時(shí)，建議“三北”地區(qū)加大可再生能源制氫領(lǐng)域技術(shù)與相關(guān)裝備的自主研發(fā)，積極推動(dòng)試點(diǎn)示范；從提質(zhì)增效的角度出發(fā)，積極發(fā)展“制儲(chǔ)用”一體化的電氫雙向轉(zhuǎn)化儲(chǔ)能新技術(shù)，促進(jìn)氫能“制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用”全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)進(jìn)步。將來(lái)，隨著氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)模化應(yīng)用，將出現(xiàn)跨季調(diào)峰、大規(guī)模長(zhǎng)距離調(diào)配等需求，迎來(lái)儲(chǔ)氫市場(chǎng)規(guī)模化發(fā)展。建議“三北”地區(qū)推廣地下儲(chǔ)氫庫(kù)、液氫調(diào)峰儲(chǔ)配站、氫載體儲(chǔ)庫(kù)等規(guī)?；瘍?chǔ)氫技術(shù)，積極參與電力調(diào)峰，助力實(shí)現(xiàn)綠氫連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)氫、電協(xié)同可持續(xù)發(fā)展[24]。

(5)優(yōu)化新能源產(chǎn)業(yè)鏈的空間布局，帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因地制宜，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，推動(dòng)“三北”地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)集聚錯(cuò)位發(fā)展[25]。在不增加當(dāng)?shù)匚廴?、碳排放水平的基礎(chǔ)上，建議將“三北”地區(qū)建成國(guó)家新型高載能產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，并依托風(fēng)光等新能源開發(fā)建設(shè)，聚集形成可再生能源發(fā)電裝備制造、電解水制氫裝備制造、綠色化工、綠色冶金等新興產(chǎn)業(yè)集群，從根本上建立“三北”地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)循環(huán)模式[26]。統(tǒng)籌規(guī)劃，將風(fēng)光氫儲(chǔ)融合區(qū)域產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。