氫儲能技術(shù)，即將富余的電力用于制造可長期儲存的氫氣，然后在常規(guī)燃?xì)獍l(fā)電廠中燃燒氣體發(fā)電，或用燃料電池進(jìn)行發(fā)電用于交通、熱電聯(lián)供等場景。氫儲能一般可分為三個方向，即電-氫、電-氫-電、電-氫-其他能源，也就是說，電解制氫是氫儲能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭。

 

電解制氫所涉及的技術(shù)和成本問題依舊是部署氫儲能需面對的，短期來看，氫儲能的發(fā)展速度慢于電化學(xué)儲能。近年來，在政策的推動下，國內(nèi)氫儲能項目相繼開展，但是要想得到推廣尚需時日。當(dāng)前氫儲能相關(guān)示范項目推廣情況怎么樣？國內(nèi)氫儲能發(fā)展勢頭如何？未來的路怎么走？

 

氫儲能項目紛紛“登場”

 

隨著光伏風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，儲能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進(jìn)程日趨完備，氫儲能作為一種新型儲能，目前尚未形成行業(yè)規(guī)范。廣義上可再生能源制氫都可以算是氫儲能；狹義上氫儲能是電-氫-電。即使是從狹義的氫儲能項目看，國內(nèi)也已經(jīng)出現(xiàn)了一批示范項目。

 

2019年8月，安徽六安成功簽約由國網(wǎng)安徽綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)的1MW分布式氫能綜合利用站電網(wǎng)調(diào)峰示范項目，總投資5000萬元，是國內(nèi)第一個兆瓦級氫能源儲能電站。

 

2020年9月，國網(wǎng)臺州供電公司在椒江大陳島建立“三色三地”智慧能源樣板區(qū)試水氫儲能——建設(shè)百千瓦級氫能源示范項目，預(yù)計今年12月底前建成投運(yùn)。

 

今年6月21日，浙江嘉興“零碳”智慧園區(qū)能源管理系統(tǒng)上線，嘉興供電公司通過高效氫儲能熱電聯(lián)供系統(tǒng)與鋰電池儲能系統(tǒng)構(gòu)建了多元儲能系統(tǒng)。

 

6月24日，浙江湖州濱湖綜合能源站歷經(jīng)3年研究的氫電雙向轉(zhuǎn)換及儲能一體化系統(tǒng)成功投運(yùn)，運(yùn)用儲能和氫電雙向轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)光伏余電的錯峰轉(zhuǎn)移和充分利用，拓展氫能直接供給和氫能發(fā)電供應(yīng)服務(wù)。

 

7月，由中國國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)交流中心負(fù)責(zé)投運(yùn)的聯(lián)合國計劃開發(fā)署（UNDP）示范項目——由南通安思卓設(shè)計、建設(shè)的光伏制氫，氫基儲能的微電網(wǎng)項目，在江蘇如皋成功測試并驗收。

 

同樣在7月，由深圳市凱豪達(dá)氫能源有限公司自主設(shè)計、生產(chǎn)的青海省科技廳科技成果轉(zhuǎn)化專項——光伏制氫與燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)裝置已在青海大學(xué)內(nèi)完成設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試，并順利完成驗收。

 

從廣義范圍看，山西首座氫儲能綜合能源互補(bǔ)項目、浙江平湖“氫光儲充”一體化新型智慧能源站、張掖市光儲氫熱產(chǎn)業(yè)化示范項目、湖北省秭歸縣新型電力系統(tǒng)綜合示范縣配套項目、西安市西部氫都實驗基地項目、廣西上思縣“風(fēng)光儲氫”1GW一體化基地等項目都已相繼展開。

 

“自身優(yōu)勢+政策驅(qū)動” 發(fā)展勢頭強(qiáng)勁

 

氫儲能項目得以落地發(fā)展，首先與氫能加速發(fā)展和氫儲能消納能力分不開。

 

氫儲能作為新興儲能技術(shù)從認(rèn)識到發(fā)展有一定的過程。長期發(fā)展的風(fēng)電和光伏可以產(chǎn)生電力，卻無法儲存電力。由此，補(bǔ)齊新能源儲能短板的方案有兩種：抽水蓄能和電化學(xué)儲能。然而，兩種儲能僅為小時級別或日級別的，與之相比，氫能可儲存能量達(dá)數(shù)月之久，且期間不會發(fā)生能量衰減。

 

氫能的應(yīng)用場景很多，可以通過儲存運(yùn)輸，實現(xiàn)長時間、跨季節(jié)儲能，在交通、工業(yè)和可再生能源等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用場景。在能源供應(yīng)側(cè)，相關(guān)場景可以通過可再生能源集中式和分散式來制氫、儲氫，以此消納富余的光伏水電來制氫。

 

其次，氫儲能在今年迎來良好的發(fā)展勢頭與國家政策的支持分不開。

 

近日印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》中提到：加強(qiáng)氫能生產(chǎn)、儲存、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)模化應(yīng)用。

 

地方推廣方面，浙江省積極探索氫電耦合的落地實踐。6月，浙江省發(fā)布的《浙江省循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》以及杭州市發(fā)布的《杭州市能源發(fā)展（可再生能源）“十四五”規(guī)劃（征求意見稿）》都提到“探索建設(shè)氫儲能等新型儲能項目”。

 

目前，在寧波、杭州、麗水、臺州等地開展氫電耦合基于工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)基地、農(nóng)村、海島等多場景示范與應(yīng)用。這些氫能示范工程覆蓋了氫電耦合主要應(yīng)用場景，展現(xiàn)了在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建與雙碳目標(biāo)下電能與氫能的協(xié)同方式。

 

面臨的問題：降成本+提技術(shù)

 

根據(jù)相關(guān)研究表明，氫能有望成為一種重要的儲能形式，并與電化學(xué)儲能互為補(bǔ)充，但目前我國氫儲能各環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)化程度較低，需進(jìn)一步規(guī)模化發(fā)展。

 

相比于國內(nèi)形勢，美國、日本、德國等國依據(jù)本國實際情況大力培育各自的氫儲能產(chǎn)業(yè)，制定詳細(xì)的發(fā)展路線圖，發(fā)布?xì)淠芟嚓P(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。其中，日本在儲運(yùn)氫、燃料電池技術(shù)及商業(yè)化應(yīng)用方面世界領(lǐng)先，日本于2020年2月完成福島10兆瓦級制氫裝置試運(yùn)營，這是目前全球最大的光伏制氫裝置。

 

國內(nèi)發(fā)展氫儲能同樣面臨著氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受阻的問題，即成本和技術(shù)。

 

對于成本，未來氫能作為新型儲能，有著更好的降本空間。在新能源發(fā)展初期，規(guī)模還不太大，而電網(wǎng)本身有一定的調(diào)節(jié)空間，出現(xiàn)調(diào)峰困難的時長較短，這個時期電化學(xué)儲能有較大優(yōu)勢；但未來，隨著新能源滲透率的提升，系統(tǒng)調(diào)峰周期變長，電化學(xué)儲能單位能量成本高的缺陷就會暴露，而氫能則恰好相反，大規(guī)模氫儲能邊際成本增速相對較慢，是更具經(jīng)濟(jì)性的長周期調(diào)峰技術(shù)。

 

對于技術(shù)，業(yè)界最關(guān)注的是氫電轉(zhuǎn)化中的能量損耗問題。根據(jù)中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究，在綠電轉(zhuǎn)化為氫，再由氫重新轉(zhuǎn)為電能的過程中，有50%-70%的能量損失，導(dǎo)致這種轉(zhuǎn)換很不經(jīng)濟(jì)，亟需通過技術(shù)解決。另外，氫儲能對于氫的運(yùn)儲方式也比較靈活，包括長管拖車、管道輸氫、摻氫、長途輸電+當(dāng)?shù)刂茪涞确绞剑苤朴诩夹g(shù)要求，難以得到推廣。

 

通過示范項目的推廣以及研究的深入，氫能在氫儲能規(guī)模化應(yīng)用方面繼續(xù)推進(jìn)，但目前還有很長的路需要走，需要做好長期奮斗的準(zhǔn)備。