氫儲(chǔ)能：新型大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)

 

 

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)電過程無須分時(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。

 

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)配問題。

 

目前，我國(guó)在氫儲(chǔ)能方面的應(yīng)用已開始，氫儲(chǔ)能項(xiàng)目逐步落地。12月9日，全國(guó)首個(gè)采用“光氫儲(chǔ)”一體化零排放無污染電源的通信基站在防城港市蝴蝶島建成開通。該基站在國(guó)內(nèi)首度采用“光伏+氫能+儲(chǔ)能”一體化實(shí)施三重保障，可以在各類復(fù)雜天氣條件下全天候供電。

 

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；在電力輸出不足時(shí)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)。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)。

 

中國(guó)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(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。

 

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》，氫能被明確納入“新型儲(chǔ)能”，意味著氫儲(chǔ)能正在得到越來越多的關(guān)注和認(rèn)可。

 

今年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。

 

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)。