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近期，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，氫能被明確納入“新型儲能”。
加快新能源儲能的大規(guī)模部署，建設以新能源為主體的新電力系統(tǒng)尤為關鍵。研究表明，氫能有望成為一種重要的儲能形式，與電化學儲能互補，但目前氫能儲能產業(yè)化程度較低，還需要進一步大規(guī)模開發(fā)。
理想方案
數據顯示，儲氫一般分為三種情況。第一種是可再生能源電解水生產氫;二是電解制氫、氫發(fā)電，包括燃料電池發(fā)電和氫燃料電池汽車在交通運輸領域的應用;此外，電解水和二氧化碳產生的氫氣合成甲醇，用于儲存、運輸和應用。換句話說，電解制氫是儲氫產業(yè)鏈的源頭。
東北證券認為，未來氫能與可再生能源將進一步融合，氫能儲能的應用將成為重要的應用場景。
風能和光能發(fā)電具有間歇性和波動性的特點。如果風、光發(fā)電直接供應給最終用戶，會造成頻繁停電或電壓過高燒毀電器。為了解決上述問題,發(fā)電機終端使用大量的電池儲存電能,并能補充發(fā)電風景時弱,或者選擇直接連接到國家電網和使用智能電網吸收不穩(wěn)定的力量,分時。但業(yè)內專家指出，這兩種方案都存在成本高、技術難度大等缺點。
“對于風能和光伏發(fā)電等不穩(wěn)定的能源產生來說，氫存儲是一個理想的解決方案。水電解制氫可根據電力系統(tǒng)需求隨時調整制氫，有效利用風電發(fā)電過程中無法在線提供的低質量電能?！北本┙ㄍ淠芸萍加邢薰究偨浝?、教研級高級工程師張麗芳表示，該技術路徑已經通過多個項目的驗證，證明是合理有效的。
“通過建設專用制氫站，利用風力發(fā)電形成制氫微網。由于風力發(fā)電和棄電的電費不高，生產氫氣的成本會相應降低?！睆堺惙颊J為，現在很多的風電場都被浪費了，一旦利用起來，會有很大的好處。
張說，就效率而言，氫存儲并不是所有儲能方法中最有效的，但它在未來有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ谡麄€產業(yè)鏈中，如果將可再生能源與儲氫能結合起來，電解制氫、可再生能源儲運氫能將發(fā)揮重要作用。
優(yōu)勢顯著
根據國際可再生能源機構的數據，世界上只有4%的氫來自電解水。其余的則來自煤炭、天然氣和石化產品。在中國煤多、油少、氣少的能源結構中，煤炭制氫占中國產氫總量的60%以上，電解水制氫占中國產氫總量的不到2%。可再生能源制氫具有巨大的未來發(fā)展空間。
張說，與化石燃料相比，電解氫的質量非常高，更適合燃料電池的應用。雖然煤炭等傳統(tǒng)方法生產的氫更便宜，但在碳峰值和碳中和的背景下，它是不可持續(xù)的。
“氫存儲與其他形式的存儲非常不同。首先，氫作為一種二次能源，可以直接存儲，而電化學儲能。目前直接存儲的能量密度不夠高，在未來會有一定的局限性。第二,電化學儲能效率很低,但也面臨著高安全性和單位能源成本問題,以及燃料電池的重量功率密度可以達到400 w /公斤,體積功率密度可以達到4000 w /公斤,未來有望達到2000 w /公斤,比鋰電池150 w / kg - 200 w /公斤,它的開放系統(tǒng)存儲允許更長的范圍。”
Zhang認為，氫氣可以通過儲存和運輸實現長時間、跨季節(jié)的儲存，在交通運輸、工業(yè)和可再生能源等領域有著廣泛的應用場景。他強調，現階段，一些技術節(jié)點的氫能存儲還需要進一步優(yōu)化和改進。例如，在水電解制氫廠和加氫站的建設中，考慮到發(fā)電功率和電壓的大波動，應努力提高電解設備的技術和控制策略水平，以應對電網的大波動。
共謀發(fā)展
雖然有一些發(fā)電企業(yè)對儲氫行業(yè)感興趣，但如何布局，能否盈利，是否有足夠的終端用戶等都是很多關注的問題。張麗芳表示，這種擔心是不必要的。目前，國內氫的價格為60-80元/公斤。如果合理利用廢棄電，保證低廉的電價，氫的價格會更有競爭力，成本價格可以達到15-18元/kg。隨著氫儲存的應用越來越廣泛，成本將迅速下降，綠色氫的成本很快就會與煤炭的成本持平。
除源氫生產外，東北證券指出，目前儲氫各方面產業(yè)化程度較低，大規(guī)模發(fā)展還需要一段時間。在制氫過程中，目前水電解制氫的成本明顯高于傳統(tǒng)化石能源，未來電力成本和設備投資還有很大的降低空間。在儲運過程中，現階段氫儲運系統(tǒng)尚不成熟，氫氣輸配網絡、加氫站等基礎設施仍需大量投資。在應用過程中，綠色氫可能會首先在一些傳統(tǒng)工業(yè)領域推廣，而氫燃料電池還處于起步階段。
同時張立方指出，在前期部署氫能蓄能裝置進入巨大，除了風光發(fā)電設備和一些制氫設備的解決方案外，生產氫能蓄能所需的、助推器、運輸，因此，在短期內，氫能存儲的發(fā)展在電化學儲能方面會比較緩慢，后續(xù)工業(yè)過程需要各環(huán)節(jié)共同進步，完善基礎設施，降低成本。
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