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6月6日，儲能圓桌派會議第三期在線上順利召開。會議由儲能領(lǐng)跑者聯(lián)盟主辦，TCL 科技集團股份有限公司戰(zhàn)略投資部韓啟明主持。
本期圓桌派主題為“氫儲能相關(guān)熱點”，我們特邀了國電投氫能首席技術(shù)官柴茂榮教授、中國電建集團海外事業(yè)部高級主管李菲、隆基氫能市場部負責(zé)人薛蔚茹以及上海申銀萬國證券研究所高級分析師查浩四位嘉賓。本次會議，四位嘉賓通過對政策解讀、電力行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用、氫儲能技術(shù)優(yōu)勢以及發(fā)展?fàn)顩r進行梳理及闡述，指出目前氫儲能系統(tǒng)存在的熱點和痛點，并對氫儲能在未來的發(fā)展趨勢進行了展望。
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》政策解讀
近日，政策端對氫儲能的關(guān)注與支持正在持續(xù)升溫，《規(guī)劃》提出要積極開展氫儲能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場景的示范。探索氫能跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化潛力，探索培育“風(fēng)光發(fā)電+氫儲能”一體化應(yīng)用新模式，促進電能、熱能、燃料等異質(zhì)能源之間的互聯(lián)互通。此前，《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》也將氫儲能列入重點發(fā)展的新型儲能技術(shù)。氫儲能正成為新能源領(lǐng)域一大熱詞，許多氫儲能示范項目在全國也正悄然開展。在線上圓桌討論中，四位嘉賓基于不同的角度分享了自己的觀點。
針對這個議題，柴茂榮教授談到“氫儲能的密度非常大，未來我們國家會從現(xiàn)有的化石能源往可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)來發(fā)展。在這樣的背景下，通過電-氫-電技術(shù)可以實現(xiàn)長時儲能，國電投也在積極推動兆瓦級PEM制氫項目。”
從《規(guī)劃》中不難看出，可再生能源制氫是主要發(fā)展方向，尤其是以PEM制氫為基礎(chǔ)的電-氫-電互變技術(shù)，為儲能技術(shù)提供了新思路。目前，全球范圍內(nèi)能源轉(zhuǎn)型正在加速進行，氫能作為一種新型清潔能源，將在未來能源供給占比中的比例逐漸增加，這也為氫儲能發(fā)展提供了更大的市場空間。此外，《規(guī)劃》明確了氫的能源屬性，是未來國家能源體系的組成部分。李菲補充道，《規(guī)劃》不僅明確了氫能在能源系統(tǒng)的戰(zhàn)略性定位，而且從側(cè)面為業(yè)界人士增強了信心。
氫能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和項目探索
國際能源署(IEA)數(shù)據(jù)顯示，全球累計登記氫能項目達982個。在氫儲能項目領(lǐng)域，德、美、日等國家起步較早，在氫能的電力行業(yè)應(yīng)用發(fā)展方面已處于世界領(lǐng)先水平，并且多項關(guān)鍵技術(shù)取得了較大成果。而目前國內(nèi)氫儲能項目大多還處于示范應(yīng)用階段。
據(jù)EESA不完全統(tǒng)計，自2021年以來，我國已有22項氫儲能相關(guān)項目在建或者已經(jīng)建成。值得一提的是，今年5月25日，寧波慈溪氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程正式開工，該項目具有國際領(lǐng)先技術(shù)指標(biāo)的制氫、儲氫技術(shù)，將形成集科研、制取、儲運、交易、應(yīng)用一體化的氫能產(chǎn)業(yè)體系。去年9月，安徽六安建設(shè)的國內(nèi)第一個兆瓦級氫能源儲能電站正式滿負荷運行調(diào)試成功，這也是首次實現(xiàn)兆瓦級氫儲能在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用。去年11月，全球規(guī)模最大的氫儲能發(fā)電項目——張家口200MW/800MWh 氫儲能發(fā)電工程順利通過評審，標(biāo)志著我國氫能在大規(guī)模儲能調(diào)峰應(yīng)用場景邁出實質(zhì)性一步。
“從項目端來看，隆基近期也成功入圍中石化首個萬噸級的綠氫示范項目，經(jīng)研發(fā)攻關(guān)，隆基氫能的堿水制氫系統(tǒng)已實現(xiàn)并達到了世界領(lǐng)先水平。” 薛蔚茹向大家分享了隆基目前在氫能領(lǐng)域做出的一些探索。
根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)近期發(fā)布的2022年可再生能源發(fā)電量統(tǒng)計報告顯示，2021年全球可再生能源發(fā)電裝機容量新增295GW，同比增長6%。IEA發(fā)布的《2050年凈零排放:全球能源部門路線圖》指出，至2050年，可再生能源發(fā)電將占全球總發(fā)電量的88%。隨著間歇性可再生能源發(fā)電量占比的提高，電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)將越來越多。基于多年的電力行業(yè)研究背景，查浩提到，“氫能包括氫儲能的發(fā)展跟電力系統(tǒng)和雙碳目標(biāo)關(guān)聯(lián)度還是較好的。目前電力系統(tǒng)存在三大挑戰(zhàn)：第一個是平衡的問題；第二個是跨省區(qū)送電問題；第三個是抗風(fēng)險能力弱。氫能在電力系統(tǒng)中有很多獨特的定位，我覺得是無可替代的。”
氫儲能在電力行業(yè)中的應(yīng)用場景
氫能應(yīng)用從交通領(lǐng)域起步，逐步引入發(fā)電領(lǐng)域，為電力系統(tǒng)靈活性構(gòu)建做出貢獻，助力新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。
1可再生能源消納
風(fēng)電光伏裝機的跨越式增長會帶來消納難題，而氫儲能可以在電力系統(tǒng)實現(xiàn)分布式能源發(fā)電、氫能儲放電、負荷用電的“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)同，可以有效解決可再生能源消納問題，提高能源發(fā)電利用率。
2數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排
柴教授從電力央企視角出發(fā)，認為數(shù)據(jù)中心作為“能耗大戶”，是氫儲能重要的應(yīng)用場景。2021年7月14日，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》明確：支持探索利用鋰電池、儲氫和飛輪儲能等作為數(shù)據(jù)中心多元化儲能和備用電源裝置，這一規(guī)劃為氫儲能在電力行業(yè)擴大了市場。據(jù)悉，今年3月22日，四川中核國興科技有限公司與聯(lián)想新視界（北京）科技有限公司在成都舉行全面合作協(xié)議簽約儀式，將打造全國首個氫能零碳數(shù)據(jù)中心。
針對應(yīng)用場景這個議題，李菲提出了更進一步的觀點，他認為不應(yīng)該把氫儲能僅局限在電力行業(yè)里面，這樣就限制了它的發(fā)展，而應(yīng)該積極探索多個領(lǐng)域應(yīng)用場景，例如煤化工行業(yè)、冶金行業(yè)以及交通行業(yè)這些脫碳困難、需要“氫能”的領(lǐng)域，來充分發(fā)揮氫能脫碳潛力，助力電力行業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。
氫儲能項目經(jīng)濟性
除了應(yīng)用場景分析，各位嘉賓同時也非常關(guān)注氫儲能項目經(jīng)濟性。柴教授提到，“具體應(yīng)用場景需要根據(jù)氫的成本價格來定，隨著成本降低，應(yīng)用場景也會擴張。”薛蔚茹指出“只有可再生能源消納站穩(wěn)腳跟，產(chǎn)生經(jīng)濟性之后，氫儲能未來應(yīng)用場景的市場才會更好。”未來，在各應(yīng)用場景下如何實現(xiàn)成本最優(yōu)有待進一步研究。查浩補充道，“我覺得更多的是展望氫儲能在電力系統(tǒng)內(nèi)部的一個中長期地位，如何把氫整個產(chǎn)業(yè)鏈的成本盡快降下來，對于早日實現(xiàn)整個氫儲能的經(jīng)濟性是很重要的。”
成本問題確實是我國氫儲能的一大痛點，目前我國氫儲能項目仍處于商業(yè)化初期階段，氫儲能造價還處在高位，經(jīng)濟性難題尚待突破。由于制氫技術(shù)成本較高，制約了其發(fā)展速度。從制氫環(huán)節(jié)來看，電能成本占據(jù)了制氫成本的60%左右，未來可以和“三北”地區(qū)的風(fēng)光基地聯(lián)合發(fā)展，通過利用棄電、低價電量等優(yōu)勢，大幅消減制氫成本，提高氫能經(jīng)濟利用性。
今后，隨著氫能產(chǎn)業(yè)逐漸趨于成熟，氫儲能將在電力系統(tǒng)應(yīng)用中得到逐步推廣，并不斷拓展多元化示范應(yīng)用場景。
氫儲能技術(shù)VS其他主流儲能技術(shù)
相對于電化學(xué)儲能而言，氫儲能更加適合長時儲能的場景氫儲能技術(shù)的原理在于，在用電低谷期，利用富余的可再生能源電力電解水制取氫氣，并以高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)、有機液態(tài)或固態(tài)材料等形式儲存起來，實現(xiàn)電氫綠色轉(zhuǎn)換；在用電高峰期，再將儲存的氫通過燃料電池或氫氣透平裝置進行發(fā)電，饋入電網(wǎng)。
當(dāng)間歇性可再生能源發(fā)電量占比超過50%時，電力部門將不僅需要增強日內(nèi)靈活性，還需要季節(jié)性儲能技術(shù)以靈活應(yīng)對電力供需季節(jié)性失衡以及極端天氣事件。而氫儲能具有大規(guī)模長周期的優(yōu)勢，未來市場潛力巨大。
伴隨電動汽車和化學(xué)電池技術(shù)的發(fā)展，電化學(xué)儲能技術(shù)近幾年發(fā)展最為迅速。近5年，鋰電池能量密度提高了1倍以上、循環(huán)壽命提高了2至3倍。但若需要進行長周期的儲能，如跨季節(jié)儲能，會受到其容量的限制。李菲指出，“相對于電化學(xué)儲能而言，氫儲能更加適合長時間跨區(qū)域的場景。”從規(guī)模儲能經(jīng)濟性上看，固定式規(guī)?；瘍浔入姵貎﹄姷某杀镜鸵粋€數(shù)量級。
相對于抽水蓄能而言，氫儲能可擴展性較強，受地理和資源的限制較少目前技術(shù)成熟度較高的大規(guī)模商業(yè)化儲能技術(shù)還有抽水蓄能，但抽水蓄能容易受到地理條件的限制，選址較為困難，且生態(tài)影響大、建設(shè)周期長。而氫儲能可擴展性較強，受地理和資源的限制較少。
由此可見，傳統(tǒng)、單一的儲能方式難以滿足復(fù)雜狀態(tài)下的電力調(diào)節(jié)需求。相較之下，氫氣的儲能屬性使其具備跨時間和空間、靈活應(yīng)用、清潔高效的潛力。對此，查浩表示“目前可能抽水蓄能挑大梁，未來整個氫的長時儲能功能是無可替代的，期待的點也會更多。”
氫儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸及前景展望
氫儲能產(chǎn)業(yè)的并不像想象中那樣一帆風(fēng)順，還面臨著諸多挑戰(zhàn)。柴教授提到， “目前瓶頸主要有兩個，一個是政策法律法規(guī)方面需要國家扶持，還有一個是開發(fā)技術(shù)的同時應(yīng)該把成本降下來。”
1質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑等核心技術(shù)亟待國產(chǎn)化
柴茂榮教授呼吁，大家應(yīng)當(dāng)聯(lián)合起來，重點突破“卡脖子”技術(shù)，把整個產(chǎn)業(yè)鏈做大做強做全。發(fā)展氫儲能產(chǎn)業(yè)，需要在保證安全的前提下，強化技術(shù)創(chuàng)新，驅(qū)動氫能產(chǎn)業(yè)高品質(zhì)發(fā)展，支持相關(guān)領(lǐng)域核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、應(yīng)用示范與推廣。對此，李菲補充道，在技術(shù)層面，比如質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑等部件的關(guān)鍵材料國產(chǎn)化程度較低，這也是氫儲能項目成本居高難下的重要原因。除了技術(shù)方面，氫儲能在商業(yè)化應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)也存在不少瓶頸，商業(yè)模式并沒有完全建立。
2產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，政策法律法規(guī)方面需要國家扶持
在影響氫儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多制約因素中，“成本居高不下”備受關(guān)注。在短期無法上量的情況下，補貼就是降本的另一個選擇。從各地區(qū)來看，自國家出臺氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃后，各省市紛紛出臺了不同程度的補貼和獎勵政策，這些政策間接推動了氫儲能系統(tǒng)的示范和規(guī)?；Υ?，薛蔚茹提出三點呼吁：一是定義“綠氫”的標(biāo)準(zhǔn)。明確“十四五”、“十五五”期間“綠氫”占比，提出“綠氫”產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，提高“綠氫在工業(yè)脫碳中作用和價值，鼓勵用可再生能源水電解制氫；二是將綠氫管理納入能源管理體系，制定綠氫價格政策，例如降低利率。同時給予綠氫適當(dāng)補貼，繼續(xù)深化完善碳交易市場，例如提升碳價；三是在可再生能源發(fā)電優(yōu)勢區(qū)且為綠氫消納區(qū)建立國家級大型綠氫“領(lǐng)跑者”示范基地，鼓勵推廣先進產(chǎn)品技術(shù)，打通產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)“制儲輸用”一體化。
針對氫儲能未來發(fā)展方向，查浩指出“氫儲能這個環(huán)節(jié)，可能目前三五年更多的是起牽頭作用，為氫能中長期發(fā)展提供更堅強的后盾。”
實際上，針對氫儲能產(chǎn)業(yè)存在的問題，從國家到地方，從行業(yè)到企業(yè)，已經(jīng)在不斷尋求破解之法。隨著行業(yè)布局的完善，氫儲能產(chǎn)業(yè)的人才隊伍建設(shè)不斷加強，技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力不斷提升，相信在未來，氫儲能作為一種有著諸多無可比擬優(yōu)勢的技術(shù)方式，將在我國以及全球能源轉(zhuǎn)型與碳中和目標(biāo)實現(xiàn)中占據(jù)戰(zhàn)略地位。
原標(biāo)題：氫儲能產(chǎn)業(yè)的機遇與挑戰(zhàn)
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