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“新型储能”——氢能

   日期:2021-09-24     来源:氢能观察    作者:张赢    浏览:3082    评论:0    
2021年7月23日,国家发展改革委、国家能源局正式联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,氢能被明确纳入“新型储能”,意味着氢储能正在得到越来越多的关注和认可。氢储能作为一种化学储能方式,是少有的能够储存百GW·h以上,且可同时适用于极短或极长时间供电的能量储备方式,被认为是极具潜力的新型大规模储能技术。

在可再生能源高占比的电力系统中,弃风弃光问题随着风电、光伏装机总容量的不断增加而日益突出。由于风电、光伏出力的预测准确程度有限,其出力随机性会对电网造成一定冲击。氢储能系统可利用新能源出力富余的电能进行制氢,储存起来或供下游产业使用;当电力系统负荷增大时,储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电回馈电网,且此过程清洁高效、生产灵活。当前氢储能系统的关键技术主要包含制氢、储运氢和燃料电池技术3个方面。

何为“氢储能”

氢储能技术是利用了电-氢-电互变性而发展起来的。其基本原理就是将水电解得到氢气和氧气。在可再生能源发电系统中,电力间歇产生和传输被限的现象常有发生,利用富余的、非高峰的或低质量的电力大规模制氢,将电能转化为氢能储存起来;在电力输出不足时利用氢气通过燃料电池或其它方式转换为电能输送上网。能够有效解决当前模式下的可再生能源发电并网问题,同时也可以将此过程中生产的氢气分配到交通、冶金等其他工业领域中直接利用,提高经济性。

氢储能系统主要包括三个部分:制氢系统、储氢系统、氢发电系统。该系统基于电能链和氢产业链两条路径实现能量流转,提升电网电能质量与氢气的附加价值。

“氢储能”蓄势待发

欧洲国家已经制订了详细的氢能产业发展战略和计划,并正在稳步推进和实施。对比之下,国内氢储能起步较晚、发展较为缓慢。“十三五”以来,我国大力支持和鼓励‘三北’地区风电和光伏发电参与电力市场交易和大用户直供,支持采用供热、制氢、储能等多种方式,扩大就地消纳能力。

中国科学院院士欧阳明高表示,氢能是集中式可再生能源大规模长周期储能的最佳途径。他认为,在能源利用的充分性方面,氢能大容量、长时间的储能模式对可再生电力的利用更充分;从规模储能经济性上看,固定式规模化储氢比电池储电的成本低一个数量级;与电池放电互补性上,氢能是一种大容量、长周期灵活能源;此外,氢能制运储方式灵活,有长罐拖车、管道输氢、长途输电结合当地制氢等方式。

随着我国对电力消纳问题的重视及可再生能源发电上网电价的调整,氢储能成为消纳弃风弃光的关键技术,利用弃风弃光电量电解水制氢,能够有效降低污染物排放,可以提高可再生能源利用的综合效益。

今年7月,由中国国际经济技术交流中心负责投运的联合国计划开发署(UNDP)示范项目在如皋成功测试和验收了由南通安思卓设计、建设的光伏制氢,氢基储能的微电网项目。该氢能小镇项目建立氢基可再生能源储能系统,解决不稳定可再生能源(太阳能,风能)高效利用的瓶颈,向氢基社区迈出一大步。

今年8月12日,全国首个有机液态储氢及氢储能综合实验室落地陕西。该项目是西北首个液态有机储氢综合实验室,项目总投资额超过一亿元,将为陕西氢能产业在科技创新、成果转化与产业化等方面提供重要支撑。

氢能是一种柔性的“绿色”能源载体,可以一次性获得并可以长期储存,可以通过氢能燃料电池的技术整合成为电、热、气网一体化的结合点,是大规模消纳新能源,实现电网和气网互联互通的重要手段,被认为是同时解决能源资源危机和环境危机的最佳途径。

当前国内制氢主要还是依靠化石能源,电解水制氢占比非常有限。随着氢储能相关技术的发展和建造成本的下降,未来风、光等可再生能源制氢的规模会越来越大,我国氢能源结构会越来越清洁。 
 
标签: 氢储能

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