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【新华社半月谈官网】管晓宏院士:氢能破局“不可能三角”,中国方案引领零碳能源革命

日期:2025-12-08 08:38 浏览量:

科技创新是发展新质生产力的核心要素,实现高水平科技自立自强是新时代推进高质量发展的战略支撑。在“十四五”决胜收官与“十五五”谋篇布局的关键节点,在企业家博鳌论坛启幕十周年之际,12月4日,半月谈杂志社在企业家博鳌论坛成功举办“高水平科技自立自强与产业创新发展论坛”,汇集政企学研多领域嘉宾,共同探讨科技创新和产业创新深度融合的实现路径,绘就新时代推动高质量发展的“博鳌方案”。

会上,中国科学院院士、西安交通大学电子与信息学部主任管晓宏发表主旨发言,系统阐述了以氢能为枢纽的零碳智慧能源系统如何破解世界性能源难题。他指出,这一中国原创的技术路径不仅能实现能源的绿色转型,更能同步降低用能成本,从根本上改变“减碳必须付出代价”的传统认知,为发展新质生产力提供坚实的零碳能源基础。

一、直面核心矛盾:破解清洁能源利用的“不可能三角”

当前,能源体系面临的矛盾在于可再生能源的“不确定性”与电网必须维持“实时供需平衡”之间的根本性冲突。尽管我国清洁能源装机容量已超过50%,但其发电量占比仅为24%,电网中超过60%的电力仍依赖煤炭。

“这背后是清洁能源利用的‘不可能三角’世界性难题——安全稳定、经济可行、绿色环保三者难以兼得。”管晓宏院士说道,传统储能技术受地理或经济性限制,无法规模化支撑电网使用更高比例的风电和光伏。而氢能,以其可大规模、长周期、跨季节储存的特性,成为破解这一困局的关键钥匙。

氢能通过“电解水制氢-储氢-燃料电池发电/供热”的循环,实现了“水-氢-水”的零碳闭环。虽然“电-氢-电”的直接转化效率有限,但该系统可将70%的能量以热能形式高效利用,用于北方冬季供热、夏季供冷,使整体能源利用率超过92%。这打破了单纯看发电效率的思维局限,通过电、热、冷多能协同,在系统层面实现了“安全、绿色、经济”的统一。

二、实践验证路径:从技术可行到经济可期的系统革命

理论能否经得起实践检验?管晓宏院士分享了其团队在陕西榆林的前沿探索与实践,世界首个实用化、规模化的零碳智慧能源中心在此建成投用,该能源站运行三年多来,为实现碳达峰、碳中和目标提供了新的技术路径。

该能源站并非单一技术突破,而是通过系统工程方法,将太阳能、风电、电解水制氢、氢燃料电池、地源热泵及蓄热/冷水罐等进行智能耦合。基于“智能感知-弹性通信-自主计算-协同优化”的一体化控制系统,实现了新能源的局域生产、存储与消纳,基本不需要电网调控,缓解了电网的平衡压力。

项目数据显示,其综合用能成本较传统电网供电、市政供热模式实现了显著降低。“这证明了不依赖政府补贴、纯粹依靠市场机制的低碳路径完全可行。”管晓宏院士强调,随着产业链成熟和规模效应显现,其经济性优势将更加突出,为市场化大规模推广奠定坚实基础。该系统具备的物理可追溯的零碳属性,能够提供清晰、可验证的零碳能源来源证明,为外向型企业应对欧盟碳关税等绿色贸易壁垒提供了有力支撑。

三、赋能未来产业:为新质生产力注入绿色动能

氢赋能零碳智慧能源系统的价值,更在于其为大型数据中心、5G/6G基站等未来高耗能的新质生产力基础设施提供了“绿色前置”解决方案。

保障数字基础设施的绿色增长。管晓宏院士指出,榆林氢赋能零碳智慧能源中心的实践表明,氢赋能零碳系统工程能使数据和通信中心建设的能源需求增长与碳排放增长彻底脱钩,是确保新质生产力“绿色特质”的底层支撑。目前,该模式已在西安地铁15号线细柳营零碳车辆段、甘肃金川公司二采区零碳采矿园区、河北张北经济开发区零碳园区、江苏吕四港经济开发区零碳园区等多个项目中规划或建设。

政策东风已至,产业生态成形。随着国家“增量配网”实施办法、“绿电直连接入”“零碳园区建设”等一系列新政精准落地,长期制约新能源直接利用的制度壁垒正被破除。以“绿色、分布、市场”为标志的氢赋能零碳智慧能源系统,不仅是一条技术路径,更代表了一场深刻的能源理念革新,它用事实证明了减碳与降本能够并行,绿色发展就是高质量发展。

这套经过实践验证的系统性方案,不仅是一个能源解决方案,更是一次关于发展范式的生动启示。它为中国的双碳目标落地提供了清晰可行的支撑,也为全球能源转型贡献了兼具创新性与实效性的中国智慧。

文字:电信学部
编辑:闻道

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