近日，國家發(fā)展改革委、國家能源局正式聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，氫能被明確納入“新型儲能”，意味著氫儲能正在得到越來越多的關(guān)注和認可。氫儲能作為一種化學(xué)儲能方式，是少有的能夠儲存百GW·h以上，且可同時適用于極短或極長時間供電的能量儲備方式，被認為是極具潛力的新型大規(guī)模儲能技術(shù)。
在可再生能源高占比的電力系統(tǒng)中，棄風棄光問題隨著風電、光伏裝機總?cè)萘康牟粩嘣黾佣找嫱怀觥Ｓ捎陲L電、光伏出力的預(yù)測準確程度有限，其出力隨機性會對電網(wǎng)造成一定沖擊。氫儲能系統(tǒng)可利用新能源出力富余的電能進行制氫，儲存起來或供下游產(chǎn)業(yè)使用；當電力系統(tǒng)負荷增大時，儲存起來的氫能可利用燃料電池進行發(fā)電回饋電網(wǎng)，且此過程清潔高效、生產(chǎn)靈活。當前氫儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包含制氫、儲運氫和燃料電池技術(shù)3個方面。
何為“氫儲能”
氫儲能技術(shù)是利用了電-氫-電互變性而發(fā)展起來的。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)化為氫能儲存起來；在電力輸出不足時利用氫氣通過燃料電池或其它方式轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)。能夠有效解決當前模式下的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問題，同時也可以將此過程中生產(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)濟性。
氫儲能系統(tǒng)主要包括三個部分：制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、氫發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于電能鏈和氫產(chǎn)業(yè)鏈兩條路徑實現(xiàn)能量流轉(zhuǎn)，提升電網(wǎng)電能質(zhì)量與氫氣的附加價值。
“氫儲能”蓄勢待發(fā)
歐洲國家已經(jīng)制訂了詳細的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和計劃，并正在穩(wěn)步推進和實施。對比之下，國內(nèi)氫儲能起步較晚、發(fā)展較為緩慢。“十三五”以來，我國大力支持和鼓勵‘三北’地區(qū)風電和光伏發(fā)電參與電力市場交易和大用戶直供，支持采用供熱、制氫、儲能等多種方式，擴大就地消納能力。
中國科學(xué)院院士歐陽明高表示，氫能是集中式可再生能源大規(guī)模長周期儲能的最佳途徑。他認為，在能源利用的充分性方面，氫能大容量、長時間的儲能模式對可再生電力的利用更充分；從規(guī)模儲能經(jīng)濟性上看，固定式規(guī)模化儲氫比電池儲電的成本低一個數(shù)量級；與電池放電互補性上，氫能是一種大容量、長周期靈活能源；此外，氫能制運儲方式靈活，有長罐拖車、管道輸氫、長途輸電結(jié)合當?shù)刂茪涞确绞健?/div>
隨著我國對電力消納問題的重視及可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價的調(diào)整，氫儲能成為消納棄風棄光的關(guān)鍵技術(shù)，利用棄風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，由中國國際經(jīng)濟技術(shù)交流中心負責投運的聯(lián)合國計劃開發(fā)署（UNDP）示范項目在如皋成功測試和驗收了由南通安思卓設(shè)計、建設(shè)的光伏制氫，氫基儲能的微電網(wǎng)項目。該氫能小鎮(zhèn)項目建立氫基可再生能源儲能系統(tǒng)，解決不穩(wěn)定可再生能源（太陽能，風能）高效利用的瓶頸，向氫基社區(qū)邁出一大步。
今年8月12日，全國首個有機液態(tài)儲氫及氫儲能綜合實驗室落地陜西。該項目是西北首個液態(tài)有機儲氫綜合實驗室，項目總投資額超過一億元，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期儲存，可以通過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，是大規(guī)模消納新能源，實現(xiàn)電網(wǎng)和氣網(wǎng)互聯(lián)互通的重要手段，被認為是同時解決能源資源危機和環(huán)境危機的最佳途徑。
當前國內(nèi)制氫主要還是依靠化石能源，電解水制氫占比非常有限。隨著氫儲能相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和建造成本的下降，未來風、光等可再生能源制氫的規(guī)模會越來越大，我國氫能源結(jié)構(gòu)會越來越清潔。
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