氫儲(chǔ)能技術(shù)，即將富余的電力用于制造可長(zhǎng)期儲(chǔ)存的氫氣，然后在常規(guī)燃?xì)獍l(fā)電廠(chǎng)中燃燒氣體發(fā)電，或用燃料電池進(jìn)行發(fā)電用于交通、熱電聯(lián)供等場(chǎng)景。氫儲(chǔ)能一般可分為三個(gè)方向，即電-氫、電-氫-電、電-氫-其他能源，也就是說(shuō)，電解制氫是氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭。
電解制氫所涉及的技術(shù)和成本問(wèn)題依舊是部署氫儲(chǔ)能需面對(duì)的，短期來(lái)看，氫儲(chǔ)能的發(fā)展速度慢于電化學(xué)儲(chǔ)能。近年來(lái)，在政策的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)氫儲(chǔ)能項(xiàng)目相繼開(kāi)展，但是要想得到推廣尚需時(shí)日。當(dāng)前氫儲(chǔ)能相關(guān)示范項(xiàng)目推廣情況怎么樣？國(guó)內(nèi)氫儲(chǔ)能發(fā)展勢(shì)頭如何？未來(lái)的路怎么走？
氫儲(chǔ)能項(xiàng)目紛紛“登場(chǎng)”
隨著光伏風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進(jìn)程日趨完備，氫儲(chǔ)能作為一種新型儲(chǔ)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(chǔ)能；狹義上氫儲(chǔ)能是電-氫-電。即使是從狹義的氫儲(chǔ)能項(xiàng)目看，國(guó)內(nèi)也已經(jīng)出現(xiàn)了一批示范項(xiàng)目。
2019年8月，安徽六安成功簽約由國(guó)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(xiàng)目，總投資5000萬(wàn)元，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)兆瓦級(jí)氫能源儲(chǔ)能電站。
2020年9月，國(guó)網(wǎng)臺(tái)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(chǔ)能——建設(shè)百千瓦級(jí)氫能源示范項(xiàng)目，預(yù)計(jì)今年12月底前建成投運(yùn)。
2021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(xiàn)，嘉興供電公司通過(guò)高效氫儲(chǔ)能熱電聯(lián)供系統(tǒng)與鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)構(gòu)建了多元儲(chǔ)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(chǔ)能一體化系統(tǒng)成功投運(yùn)，運(yùn)用儲(chǔ)能和氫電雙向轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)光伏余電的錯(cuò)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(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)交流中心負(fù)責(zé)投運(yùn)的聯(lián)合國(guó)計(jì)劃開(kāi)發(fā)署（UNDP）示范項(xiàng)目——由南通安思卓設(shè)計(jì)、建設(shè)的光伏制氫，氫基儲(chǔ)能的微電網(wǎng)項(xiàng)目，在江蘇如皋成功測(cè)試并驗(yàn)收。
同樣在2021年7月，由深圳市凱豪達(dá)氫能源有限公司自主設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的青海省科技廳科技成果轉(zhuǎn)化專(zhuān)項(xiàng)——光伏制氫與燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)裝置已在青海大學(xué)內(nèi)完成設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試，并順利完成驗(yàn)收。
從廣義范圍看，山西首座氫儲(chǔ)能綜合能源互補(bǔ)項(xiàng)目、浙江平湖“氫光儲(chǔ)充”一體化新型智慧能源站、張掖市光儲(chǔ)氫熱產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目、湖北省秭歸縣新型電力系統(tǒng)綜合示范縣配套項(xiàng)目、西安市西部氫都實(shí)驗(yàn)基地項(xiàng)目、廣西上思縣“風(fēng)光儲(chǔ)氫”1GW一體化基地等項(xiàng)目都已相繼展開(kāi)。
“自身優(yōu)勢(shì)+政策驅(qū)動(dòng)” 發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁
氫儲(chǔ)能項(xiàng)目得以落地發(fā)展，首先與氫能加速發(fā)展和氫儲(chǔ)能消納能力分不開(kāi)。
氫儲(chǔ)能作為新興儲(chǔ)能技術(shù)從認(rèn)識(shí)到發(fā)展有一定的過(guò)程。長(zhǎng)期發(fā)展的風(fēng)電和光伏可以產(chǎn)生電力，卻無(wú)法儲(chǔ)存電力。由此，補(bǔ)齊新能源儲(chǔ)能短板的方案有兩種：抽水蓄能和電化學(xué)儲(chǔ)能。然而，兩種儲(chǔ)能僅為小時(shí)級(jí)別或日級(jí)別的，與之相比，氫能可儲(chǔ)存能量達(dá)數(shù)月之久，且期間不會(huì)發(fā)生能量衰減。
氫能的應(yīng)用場(chǎng)景很多，可以通過(guò)儲(chǔ)存運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、跨季節(jié)儲(chǔ)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(chǎng)景。在能源供應(yīng)側(cè)，相關(guān)場(chǎng)景可以通過(guò)可再生能源集中式和分散式來(lái)制氫、儲(chǔ)氫，以此消納富余的光伏水電來(lái)制氫。
其次，氫儲(chǔ)能在2021年迎來(lái)良好的發(fā)展勢(shì)頭與國(guó)家政策的支持分不開(kāi)。
國(guó)家印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》中提到：加強(qiáng)氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)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(shí)踐。2021年6月，浙江省發(fā)布的《浙江省循環(huán)經(jīng)濟(jì)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(jiàn)稿）》都提到“探索建設(shè)氫儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能項(xiàng)目”。
目前，在寧波、杭州、麗水、臺(tái)州等地開(kāi)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(chǎng)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(chǎng)景，展現(xiàn)了在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建與雙碳目標(biāo)下電能與氫能的協(xié)同方式。
面臨的問(wèn)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(chǔ)能形式，并與電化學(xué)儲(chǔ)能互為補(bǔ)充，但目前我國(guó)氫儲(chǔ)能各環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)化程度較低，需進(jìn)一步規(guī)?；l(fā)展。
相比于國(guó)內(nèi)形勢(shì)，美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)依據(jù)本國(guó)實(shí)際情況大力培育各自的氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，制定詳細(xì)的發(fā)展路線(xiàn)圖，發(fā)布?xì)淠芟嚓P(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。其中，日本在儲(chǔ)運(yùn)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(jí)制氫裝置試運(yùn)營(yíng)，這是目前全球最大的光伏制氫裝置。
國(guó)內(nèi)發(fā)展氫儲(chǔ)能同樣面臨著氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受阻的問(wèn)題，即成本和技術(shù)。
對(duì)于成本，未來(lái)氫能作為新型儲(chǔ)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(shí)長(zhǎng)較短，這個(gè)時(shí)期電化學(xué)儲(chǔ)能有較大優(yōu)勢(shì)；但未來(lái)，隨著新能源滲透率的提升，系統(tǒng)調(diào)峰周期變長(zhǎng)，電化學(xué)儲(chǔ)能單位能量成本高的缺陷就會(huì)暴露，而氫能則恰好相反，大規(guī)模氫儲(chǔ)能邊際成本增速相對(duì)較慢，是更具經(jīng)濟(jì)性的長(zhǎng)周期調(diào)峰技術(shù)。
對(duì)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(wèn)題。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)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(guò)程中，有50%-70%的能量損失，導(dǎo)致這種轉(zhuǎn)換很不經(jīng)濟(jì)，亟需通過(guò)技術(shù)解決。另外，氫儲(chǔ)能對(duì)于氫的運(yùn)儲(chǔ)方式也比較靈活，包括長(zhǎng)管拖車(chē)、管道輸氫、摻氫、長(zhǎng)途輸電+當(dāng)?shù)刂茪涞确绞剑苤朴诩夹g(shù)要求，難以得到推廣。
通過(guò)示范項(xiàng)目的推廣以及研究的深入，氫能在氫儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用方面繼續(xù)推進(jìn)，但目前還有很長(zhǎng)的路需要走，需要做好長(zhǎng)期奮斗的準(zhǔn)備。
