近日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局正式聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，氫能被明確納入“新型儲(chǔ)能”，意味著氫儲(chǔ)能正在得到越來(lái)越多的關(guān)注和認(rèn)可。氫儲(chǔ)能作為一種化學(xué)儲(chǔ)能方式，是少有的能夠儲(chǔ)存百GW·h以上，且可同時(shí)適用于極短或極長(zhǎng)時(shí)間供電的能量?jī)?chǔ)備方式，被認(rèn)為是極具潛力的新型大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。
在可再生能源高占比的電力系統(tǒng)中，棄風(fēng)棄光問(wèn)題隨著風(fēng)電、光伏裝機(jī)總?cè)萘康牟粩嘣黾佣找嫱怀觥Ｓ捎陲L(fēng)電、光伏出力的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確程度有限，其出力隨機(jī)性會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定沖擊。氫儲(chǔ)能系統(tǒng)可利用新能源出力富余的電能進(jìn)行制氫，儲(chǔ)存起來(lái)或供下游產(chǎn)業(yè)使用；當(dāng)電力系統(tǒng)負(fù)荷增大時(shí)，儲(chǔ)存起來(lái)的氫能可利用燃料電池進(jìn)行發(fā)電回饋電網(wǎng)，且此過(guò)程清潔高效、生產(chǎn)靈活。當(dāng)前氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包含制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫和燃料電池技術(shù)3個(gè)方面。
何為“氫儲(chǔ)能”
氫儲(chǔ)能技術(shù)是利用了電-氫-電互變性而發(fā)展起來(lái)的。其基本原理就是將水電解得到氫氣和氧氣。在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，電力間歇產(chǎn)生和傳輸被限的現(xiàn)象常有發(fā)生，利用富余的、非高峰的或低質(zhì)量的電力大規(guī)模制氫，將電能轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存起來(lái)；在電力輸出不足時(shí)利用氫氣通過(guò)燃料電池或其它方式轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)。能夠有效解決當(dāng)前模式下的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題，同時(shí)也可以將此過(guò)程中生產(chǎn)的氫氣分配到交通、冶金等其他工業(yè)領(lǐng)域中直接利用，提高經(jīng)濟(jì)性。
氫儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：制氫系統(tǒng)、儲(chǔ)氫系統(tǒng)、氫發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于電能鏈和氫產(chǎn)業(yè)鏈兩條路徑實(shí)現(xiàn)能量流轉(zhuǎn)，提升電網(wǎng)電能質(zhì)量與氫氣的附加價(jià)值。
“氫儲(chǔ)能”蓄勢(shì)待發(fā)
歐洲國(guó)家已經(jīng)制訂了詳細(xì)的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃，并正在穩(wěn)步推進(jìn)和實(shí)施。對(duì)比之下，國(guó)內(nèi)氫儲(chǔ)能起步較晚、發(fā)展較為緩慢。“十三五”以來(lái)，我國(guó)大力支持和鼓勵(lì)‘三北’地區(qū)風(fēng)電和光伏發(fā)電參與電力市場(chǎng)交易和大用戶(hù)直供，支持采用供熱、制氫、儲(chǔ)能等多種方式，擴(kuò)大就地消納能力。
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高表示，氫能是集中式可再生能源大規(guī)模長(zhǎng)周期儲(chǔ)能的最佳途徑。他認(rèn)為，在能源利用的充分性方面，氫能大容量、長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)能模式對(duì)可再生電力的利用更充分；從規(guī)模儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性上看，固定式規(guī)模化儲(chǔ)氫比電池儲(chǔ)電的成本低一個(gè)數(shù)量級(jí)；與電池放電互補(bǔ)性上，氫能是一種大容量、長(zhǎng)周期靈活能源；此外，氫能制運(yùn)儲(chǔ)方式靈活，有長(zhǎng)罐拖車(chē)、管道輸氫、長(zhǎng)途輸電結(jié)合當(dāng)?shù)刂茪涞确绞健?/div>
隨著我國(guó)對(duì)電力消納問(wèn)題的重視及可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的調(diào)整，氫儲(chǔ)能成為消納棄風(fēng)棄光的關(guān)鍵技術(shù)，利用棄風(fēng)棄光電量電解水制氫，能夠有效降低污染物排放，可以提高可再生能源利用的綜合效益。
今年7月，由中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)交流中心負(fù)責(zé)投運(yùn)的聯(lián)合國(guó)計(jì)劃開(kāi)發(fā)署（UNDP）示范項(xiàng)目在如皋成功測(cè)試和驗(yàn)收了由南通安思卓設(shè)計(jì)、建設(shè)的光伏制氫，氫基儲(chǔ)能的微電網(wǎng)項(xiàng)目。該氫能小鎮(zhèn)項(xiàng)目建立氫基可再生能源儲(chǔ)能系統(tǒng)，解決不穩(wěn)定可再生能源（太陽(yáng)能，風(fēng)能）高效利用的瓶頸，向氫基社區(qū)邁出一大步。
今年8月12日，全國(guó)首個(gè)有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫及氫儲(chǔ)能綜合實(shí)驗(yàn)室落地陜西。該項(xiàng)目是西北首個(gè)液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫綜合實(shí)驗(yàn)室，項(xiàng)目總投資額超過(guò)一億元，將為陜西氫能產(chǎn)業(yè)在科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化等方面提供重要支撐。
氫能是一種柔性的“綠色”能源載體，可以一次性獲得并可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，可以通過(guò)氫能燃料電池的技術(shù)整合成為電、熱、氣網(wǎng)一體化的結(jié)合點(diǎn)，是大規(guī)模消納新能源，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和氣網(wǎng)互聯(lián)互通的重要手段，被認(rèn)為是同時(shí)解決能源資源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的最佳途徑。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)制氫主要還是依靠化石能源，電解水制氫占比非常有限。隨著氫儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和建造成本的下降，未來(lái)風(fēng)、光等可再生能源制氫的規(guī)模會(huì)越來(lái)越大，我國(guó)氫能源結(jié)構(gòu)會(huì)越來(lái)越清潔。
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