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氫儲能:迎接儲能“新時代”
日期:2021-10-26   [復制鏈接]
責任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
今年,國家發(fā)改委、能源局正式印發(fā)了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》,其中提到了“探索開展氫儲能及其他創(chuàng)新儲能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用”。“氫儲能”明確被納入創(chuàng)新儲能技術(shù)。

氫儲能技術(shù),即將富余的電力用于制造可長期儲存的氫氣,然后在常規(guī)燃氣發(fā)電廠中燃燒氣體發(fā)電,或用燃料電池進行發(fā)電用于交通、熱電聯(lián)供等場景。氫儲能一般可分為三個方向,即電-氫、電-氫-電、電-氫-其他能源,也就是說,電解制氫是氫儲能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭。

電解制氫所涉及的技術(shù)和成本問題依舊是部署氫儲能需面對的,短期來看,氫儲能的發(fā)展速度慢于電化學儲能。近年來,在政策的推動下,國內(nèi)氫儲能項目相繼開展,但是要想得到推廣尚需時日。當前氫儲能相關(guān)示范項目推廣情況怎么樣?國內(nèi)氫儲能發(fā)展勢頭如何?未來的路怎么走?

氫儲能項目紛紛“登場”

隨著光伏風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,儲能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進程日趨完備,氫儲能作為一種新型儲能,目前尚未形成行業(yè)規(guī)范。廣義上可再生能源制氫都可以算是氫儲能;狹義上氫儲能是電-氫-電。即使是從狹義的氫儲能項目看,國內(nèi)也已經(jīng)出現(xiàn)了一批示范項目。

2019年8月,安徽六安成功簽約由國網(wǎng)安徽綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)的1MW分布式氫能綜合利用站電網(wǎng)調(diào)峰示范項目,總投資5000萬元,是國內(nèi)第一個兆瓦級氫能源儲能電站。

2020年9月,國網(wǎng)臺州供電公司在椒江大陳島建立“三色三地”智慧能源樣板區(qū)試水氫儲能——建設(shè)百千瓦級氫能源示范項目,預(yù)計今年12月底前建成投運。

今年6月21日,浙江嘉興“零碳”智慧園區(qū)能源管理系統(tǒng)上線,嘉興供電公司通過高效氫儲能熱電聯(lián)供系統(tǒng)與鋰電池儲能系統(tǒng)構(gòu)建了多元儲能系統(tǒng)。

6月24日,浙江湖州濱湖綜合能源站歷經(jīng)3年研究的氫電雙向轉(zhuǎn)換及儲能一體化系統(tǒng)成功投運,運用儲能和氫電雙向轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)光伏余電的錯峰轉(zhuǎn)移和充分利用,拓展氫能直接供給和氫能發(fā)電供應(yīng)服務(wù)。

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——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,在江蘇如皋成功測試并驗收。

同樣在7月,由深圳市凱豪達氫能源有限公司自主設(shè)計、生產(chǎn)的青海省科技廳科技成果轉(zhuǎn)化專項——光伏制氫與燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)裝置已在青海大學內(nèi)完成設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試,并順利完成驗收。

從廣義范圍看,山西首座氫儲能綜合能源互補項目、浙江平湖“氫光儲充”一體化新型智慧能源站、張掖市光儲氫熱產(chǎn)業(yè)化示范項目、湖北省秭歸縣新型電力系統(tǒng)綜合示范縣配套項目、西安市西部氫都實驗基地項目、廣西上思縣“風光儲氫”1GW一體化基地等項目都已相繼展開。

“自身優(yōu)勢+政策驅(qū)動” 發(fā)展勢頭強勁

氫儲能項目得以落地發(fā)展,首先與氫能加速發(fā)展和氫儲能消納能力分不開。

氫儲能作為新興儲能技術(shù)從認識到發(fā)展有一定的過程。長期發(fā)展的風電和光伏可以產(chǎn)生電力,卻無法儲存電力。由此,補齊新能源儲能短板的方案有兩種:抽水蓄能和電化學儲能。然而,兩種儲能僅為小時級別或日級別的,與之相比,氫能可儲存能量達數(shù)月之久,且期間不會發(fā)生能量衰減。

氫能的應(yīng)用場景很多,可以通過儲存運輸,實現(xiàn)長時間、跨季節(jié)儲能,在交通、工業(yè)和可再生能源等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用場景。在能源供應(yīng)側(cè),相關(guān)場景可以通過可再生能源集中式和分散式來制氫、儲氫,以此消納富余的光伏水電來制氫。

其次,氫儲能在今年迎來良好的發(fā)展勢頭與國家政策的支持分不開。

近日印發(fā)的《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提到:加強氫能生產(chǎn)、儲存、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)?;瘧?yīng)用。

地方推廣方面,浙江省積極探索氫電耦合的落地實踐。6月,浙江省發(fā)布的《浙江省循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》以及杭州市發(fā)布的《杭州市能源發(fā)展(可再生能源)“十四五”規(guī)劃(征求意見稿)》都提到“探索建設(shè)氫儲能等新型儲能項目”。

目前,在寧波、杭州、麗水、臺州等地開展氫電耦合基于工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)基地、農(nóng)村、海島等多場景示范與應(yīng)用。這些氫能示范工程覆蓋了氫電耦合主要應(yīng)用場景,展現(xiàn)了在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建與雙碳目標下電能與氫能的協(xié)同方式。

面臨的問題:降成本+提技術(shù)

根據(jù)相關(guān)研究表明,氫能有望成為一種重要的儲能形式,并與電化學儲能互為補充,但目前我國氫儲能各環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)化程度較低,需進一步規(guī)?;l(fā)展。

相比于國內(nèi)形勢,美國、日本、德國等國依據(jù)本國實際情況大力培育各自的氫儲能產(chǎn)業(yè),制定詳細的發(fā)展路線圖,發(fā)布氫能相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。其中,日本在儲運氫、燃料電池技術(shù)及商業(yè)化應(yīng)用方面世界領(lǐng)先,日本于2020年2月完成福島10兆瓦級制氫裝置試運營,這是目前全球最大的光伏制氫裝置。

國內(nèi)發(fā)展氫儲能同樣面臨著氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受阻的問題,即成本和技術(shù)。

對于成本,未來氫能作為新型儲能,有著更好的降本空間。在新能源發(fā)展初期,規(guī)模還不太大,而電網(wǎng)本身有一定的調(diào)節(jié)空間,出現(xiàn)調(diào)峰困難的時長較短,這個時期電化學儲能有較大優(yōu)勢;但未來,隨著新能源滲透率的提升,系統(tǒng)調(diào)峰周期變長,電化學儲能單位能量成本高的缺陷就會暴露,而氫能則恰好相反,大規(guī)模氫儲能邊際成本增速相對較慢,是更具經(jīng)濟性的長周期調(diào)峰技術(shù)。

對于技術(shù),業(yè)界最關(guān)注的是氫電轉(zhuǎn)化中的能量損耗問題。根據(jù)中國科學院大連化學物理研究所的研究,在綠電轉(zhuǎn)化為氫,再由氫重新轉(zhuǎn)為電能的過程中,有50%-70%的能量損失,導致這種轉(zhuǎn)換很不經(jīng)濟,亟需通過技術(shù)解決。另外,氫儲能對于氫的運儲方式也比較靈活,包括長管拖車、管道輸氫、摻氫、長途輸電+當?shù)刂茪涞确绞剑苤朴诩夹g(shù)要求,難以得到推廣。

通過示范項目的推廣以及研究的深入,氫能在氫儲能規(guī)?;瘧?yīng)用方面繼續(xù)推進,但目前還有很長的路需要走,需要做好長期奮斗的準備。 

原標題:氫儲能:迎接儲能“新時代”
 
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來源:高工氫電
 
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