國(guó)際氫能展訊，氫儲(chǔ)能是新型儲(chǔ)能中的重要組成部分，自氫能源大火以來(lái)，氫儲(chǔ)能被屢屢提及，上至國(guó)家層面，下到地方政府，均在不遺余力的發(fā)展氫儲(chǔ)能。

氫儲(chǔ)能具有高效、清潔、可持續(xù)的特點(diǎn)，同時(shí)作為一種無(wú)碳能源存儲(chǔ)技術(shù)，是化學(xué)儲(chǔ)能的延伸。與其他儲(chǔ)能機(jī)制相對(duì)，氫儲(chǔ)能能量密度高、運(yùn)行維護(hù)成本低、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)污染、與環(huán)境兼容性好。氫儲(chǔ)能的功率、能量可獨(dú)立優(yōu)化，儲(chǔ)電和發(fā)電過(guò)程無(wú)須分時(shí)操作，是一種理想的綠色儲(chǔ)能技術(shù)。氫儲(chǔ)能相比鋰電池、鈉電池等化學(xué)電池儲(chǔ)能方式具有容量增減適應(yīng)性強(qiáng)、大容量、儲(chǔ)能成本低等優(yōu)勢(shì)，尤其適用于大規(guī)模儲(chǔ)能中。

氫儲(chǔ)能分為廣義和狹義兩種，廣義的氫儲(chǔ)能體系是指把電能、化學(xué)能等任意形式的能量轉(zhuǎn)換成氫氣的化學(xué)能，利用富余的、非高峰的或低質(zhì)量的電力來(lái)大規(guī)模制氫，將電能轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存起來(lái)，并廣泛應(yīng)用于交通、工業(yè)、建筑、發(fā)電等應(yīng)用場(chǎng)景。廣義的氫儲(chǔ)能強(qiáng)調(diào)“電 ? 氫”單向轉(zhuǎn)換，以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)等形式存儲(chǔ)氫氣(Power-to-Gas，P2G)，或者轉(zhuǎn)化為甲醇和氨氣等化學(xué)衍生物(Power-to-X，P2X)進(jìn)行更安全地儲(chǔ)存。

狹義的氫儲(chǔ)能體系是“電—?dú)洹姟?Power-to-Power，P2P)的轉(zhuǎn)換，是指將分布式可再生能源電力或電網(wǎng)中過(guò)剩的電力，通過(guò)電解水制氫轉(zhuǎn)換成氫氣的化學(xué)能，隨后利用氫氣發(fā)電技術(shù)將氫能再次轉(zhuǎn)換為電力并輸送回電網(wǎng)，或運(yùn)輸至用戶端進(jìn)行分布式發(fā)電，通常僅限于發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用。狹義的氫儲(chǔ)能主要包含電解槽、儲(chǔ)氫罐和燃料電池等裝置。利用低谷期富余的新能源電能進(jìn)行電解水制氫，儲(chǔ)存起來(lái)或供下游產(chǎn)業(yè)使用;在用電高峰期時(shí)，儲(chǔ)存起來(lái)的氫能可利用燃料電池進(jìn)行發(fā)電并入公共電網(wǎng)。

隨著我國(guó)可再生能源發(fā)電量逐年增多、裝機(jī)容量占比不斷增大，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)可參與并網(wǎng)消納，有效減少棄風(fēng)棄光率，提高可再生能源綜合收益。氫能在儲(chǔ)能時(shí)間和空間維度上更為靈活，氫能既可以以固相的形式存儲(chǔ)在儲(chǔ)氫材料中，也可以以液、氣相的形式存儲(chǔ)在高壓罐中，儲(chǔ)存時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)數(shù)周，并且能通過(guò)不同的儲(chǔ)存形式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離，跨區(qū)域運(yùn)輸，充分解決電力消納時(shí)間空間錯(cuò)配問(wèn)題。

氫儲(chǔ)能技術(shù)是極具發(fā)展?jié)摿Φ囊?guī)?；瘍?chǔ)能技術(shù)，該技術(shù)可用于調(diào)峰調(diào)頻、電網(wǎng)削峰填谷、用戶冷熱電氣聯(lián)供、微電網(wǎng)等場(chǎng)景等諸多場(chǎng)景。

提高可再生能源消納、減少棄風(fēng)棄光。2022年我國(guó)風(fēng)電和光伏利用率分別為96.8%和98.3%，處于較高水平。但是未來(lái)隨著風(fēng)光發(fā)電發(fā)電量增大，消納難度會(huì)增大。2022年西藏棄光率達(dá)到20%，青海的棄風(fēng)率和棄光率為7.3%和8.9%。棄風(fēng)棄光問(wèn)題源于“三北”地區(qū)的系統(tǒng)調(diào)峰能力、跨省區(qū)外送能力無(wú)法支撐本地區(qū)新能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)。

調(diào)峰、調(diào)頻及輔助服務(wù)。具備快速響應(yīng)及啟停能力的電解制氫系統(tǒng)，在用電高峰時(shí)可用于調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)。大容量燃料電池發(fā)電系統(tǒng)可在電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)用作調(diào)峰機(jī)組，以滿足發(fā)電需求。

削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)。電解制氫系統(tǒng)可在用戶側(cè)利用谷電制氫實(shí)現(xiàn)調(diào)峰，也可通過(guò)電力需求側(cè)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，作為靈活負(fù)荷參與需求側(cè)響應(yīng)。制取的氫氣儲(chǔ)存起來(lái)，還可用于加氫站加氫服務(wù)。

熱電聯(lián)供。利用氫燃料電池為建筑、社區(qū)等供熱，并作為備用電源，與電力、熱力等能源品種實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互補(bǔ)，提高能源利用效率。

微電網(wǎng)。電解制氫+儲(chǔ)氫+氫燃料電池發(fā)電用于構(gòu)建微電網(wǎng)系統(tǒng)，分布式可再生能源消納，進(jìn)行氫、熱、電聯(lián)供，實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)可靠供能。

今年1月份，山東華電濰坊氫儲(chǔ)能示范項(xiàng)目正式招標(biāo)公示，該項(xiàng)目的系統(tǒng)容量是35兆瓦，計(jì)劃建設(shè)5套產(chǎn)能為1000Nm3/h的電解水制氫設(shè)備，并配備相應(yīng)的儲(chǔ)氫、充裝、以及氫氣出口設(shè)備，確保氫氣的純度達(dá)到99.999%。具體設(shè)備包括4套充裝柱和2套20兆帕的儲(chǔ)氫瓶組等。

2023年9月25日，源網(wǎng)荷儲(chǔ)集團(tuán)氫儲(chǔ)能調(diào)峰電站項(xiàng)目在克拉瑪依正式啟動(dòng)，這是我國(guó)首個(gè)氫儲(chǔ)能調(diào)峰電站項(xiàng)目。該項(xiàng)目總投資350億元，首期建設(shè) 1GW 光伏發(fā)電場(chǎng)，年發(fā)電量約 14 億千瓦時(shí)，配套 180 萬(wàn)千瓦時(shí)氫儲(chǔ)能調(diào)峰電站，年制氫量 331,707,458 立方米，通過(guò)氫燃料電池發(fā)電，年產(chǎn)穩(wěn)定綠電電量約 899,890,230 千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)碳減排約 77 萬(wàn)噸;項(xiàng)目建成后可提供 200 萬(wàn)吉焦的零碳熱源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)零碳供暖 200 萬(wàn)平方米。

2022年7月6日，國(guó)內(nèi)首座兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站在六安投運(yùn)，這標(biāo)志著我國(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。該示范站額定裝機(jī)容量1兆瓦，主要配備兆瓦級(jí)質(zhì)子交換膜制氫系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和熱電聯(lián)供系統(tǒng)、風(fēng)光可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、配電綜合樓等。該示范站建設(shè)負(fù)責(zé)人表示，所制氫能可在燃料電池、電動(dòng)車、氫能煉鋼、綠氫化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，氫能發(fā)電可用于區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰需求，將夜間“低谷”電力轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存起來(lái)，代替火力在用電高峰時(shí)發(fā)出，具有巨大的節(jié)能效益。

我國(guó)已出臺(tái)關(guān)于“氫儲(chǔ)能”相關(guān)政策，以支持氫儲(chǔ)能發(fā)展。2021年7月23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)》，明確提出“探索開(kāi)展儲(chǔ)氫、儲(chǔ)熱及其他創(chuàng)新儲(chǔ)能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用”，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。同年10月，在國(guó)務(wù)院印發(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(jiàn)》中提出，加強(qiáng)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)?；瘧?yīng)用。

2022年2月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中提到，到2025年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。同年3月23日，發(fā)改委發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》明確，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(kāi)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;健全覆蓋氫儲(chǔ)能的儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制，探索氫儲(chǔ)能直接參與電力市場(chǎng)交易。

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，氫儲(chǔ)能是中國(guó)綠色氫能應(yīng)用的下一個(gè)戰(zhàn)略方向。

氫儲(chǔ)能的核心是利用電-氫-電互變性。氫儲(chǔ)能的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)。氫儲(chǔ)能作為一種化學(xué)儲(chǔ)能方式，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)。

國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示：2022年新增風(fēng)電光伏發(fā)電量占全國(guó)新增發(fā)電量的55%以上，可再生能源發(fā)電量占全社會(huì)用電量的30%左右。未來(lái)在以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，可再生能源的比例有望超過(guò)傳統(tǒng)化石能源發(fā)電，這必然要求儲(chǔ)能設(shè)施具備一定的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)，以滿足大規(guī)模再生能源的并網(wǎng)和長(zhǎng)時(shí)間削峰填谷需求。

氫能適用于大規(guī)模、長(zhǎng)周期、遠(yuǎn)距離的儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景。在儲(chǔ)能規(guī)模上，氫能沒(méi)有剛性的儲(chǔ)存容量限制，可實(shí)現(xiàn)億千瓦時(shí)級(jí)的容量?jī)?chǔ)存，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于商業(yè)化的抽水蓄能和壓縮空氣等大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。

在儲(chǔ)能發(fā)展大熱的當(dāng)下，化學(xué)儲(chǔ)能已經(jīng)成為儲(chǔ)能主流技術(shù)路線多年，隨著氫能逐漸成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的重要一環(huán)，氫儲(chǔ)能也逐漸為人所知。從氫儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，未來(lái)氫儲(chǔ)能發(fā)展前景將是萬(wàn)億市場(chǎng)。氫儲(chǔ)能不僅僅是氫電的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換，更是氫與電在各個(gè)領(lǐng)域中的完美結(jié)合。氫儲(chǔ)能發(fā)展時(shí)間較晚，但未來(lái)發(fā)展空間巨大，當(dāng)我國(guó)氫氣產(chǎn)能再上一個(gè)臺(tái)階時(shí)，氫能就將成為能源儲(chǔ)存的核心。

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