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氫藍專題 | “氫”裝上陣，“儲”能未來

2024-04-24 18:20:33

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新型儲能介紹

近年來，受“雙碳”目標推動，我國能源發(fā)展持續(xù)向“綠”。風電、光伏等可再生能源裝機規(guī)模和發(fā)電量持續(xù)增長，非化石能源消費占比不斷提升。2023年底，我國發(fā)電裝機量超過29億千瓦，風光發(fā)電裝機已超過10億千瓦，發(fā)電量占比18.5%。未來風光新增裝機還將快速增長，預(yù)計2030年裝機量達到22億千瓦，發(fā)電量超過40%。

可再生能源的間歇性、波動性對傳統(tǒng)電網(wǎng)提出了新要求。根據(jù)IEA（國際能源署）研究，間歇性能源（風光發(fā)電）占比低于15%時，對電網(wǎng)沖擊較??；占比在15%-25%時，對電網(wǎng)沖擊較大，需通過引入儲能電源來調(diào)峰調(diào)頻；占比超過25%，為保證電網(wǎng)穩(wěn)定性，所有電廠都必須配置儲能系統(tǒng)。

2023年我國最高用日電負荷達到13.4億千瓦，新能源最大日功率波動超過3億千瓦，占最大負荷的22%。預(yù)計到2060年，全國最高用電負荷將達到40億千瓦，新能源每日的最大功率波動達到16億千瓦，占最大負荷的40%。我國建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，配備新型綠色儲能解決方案是必備條件，新型電力系統(tǒng)離不開新型儲能的強有力支撐。

新型儲能（抽水蓄能之外的儲能方式）作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，能夠消納可再生能源產(chǎn)生的盈余電力，并儲存至電力短缺時釋放，通過大規(guī)模、長時儲能平滑可再生能源的季節(jié)性波動，是提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)和支撐能力的重要手段。

近年來我國新型儲能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)快速增長。國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國已經(jīng)建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3139萬kW/6687萬kWh，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規(guī)模約2260萬kW/4870萬kWh，較2022年底增長超過260%。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2024》，未來兩年，新增儲能裝機仍呈快速增長態(tài)勢，將超額完成目前各省的規(guī)劃目標。理想場景下，預(yù)計2030年新型儲能累計裝機規(guī)模將達到313.9GW，2024—2030年復(fù)合年均增長率為37.1%，年平均新增儲能裝機規(guī)模為39.9GW，抽水蓄能裝機占比有望低于50%，新型儲能將迎來歷史性時刻。

氫儲能在新型儲能中的定位和意義

儲能即儲存能量，根據(jù)能量形式的不同，儲能又可以分為電儲能、熱儲能和氫儲能三類?，F(xiàn)有的儲能系統(tǒng)主要分為五類：機械儲能、電化學儲能、電磁儲能、熱儲能和化學儲能。機械儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等；電化學儲能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池；電磁儲能包括超級電容器儲能和超導儲能；熱儲能是將熱能儲存在隔熱容器的媒介中，適時實現(xiàn)熱能直接利用或者熱發(fā)電；化學儲能是指利用氫等化學物作為能量的載體。

氫儲能系統(tǒng)是新型儲能的重要組成部分，其特點和優(yōu)勢在于大容量、長周期、跨區(qū)域，被認為是能夠良好匹配可再生能源電力的儲能方式。氫是一種高效清潔的能源載體，能量密度高且零碳，氫儲能系統(tǒng)能夠以月度或季度的長周期儲存能量。區(qū)別于其他儲能方式，氫儲能受地理因素限制較小，還可通過增加儲氫罐的尺寸，以較低的邊際成本實現(xiàn)大規(guī)模長時儲能。此外，氫的跨區(qū)域運輸比較容易（對于固定式電池幾乎不可能），且作為化工原料已經(jīng)廣泛使用于各種下游應(yīng)用場景。

氫儲能技術(shù)是利用電力和氫能的互變性而發(fā)展起來的。氫儲能既可以儲電，又可以儲氫及其衍生物（如氨、甲醇）。狹義的氫儲能是基于“電 ? 氫 ? 電”（Power-to-Power，P2P）的轉(zhuǎn)換過程，主要包含電解槽、儲氫罐和燃料電池等裝置。利用低谷期富余的新能源電能進行電解水制氫，儲存起來或供下游產(chǎn)業(yè)使用；在用電高峰期時，儲存起來的氫能可利用燃料電池進行發(fā)電并入公共電網(wǎng)。廣義的氫儲能強調(diào)“電 ? 氫”單向轉(zhuǎn)換，以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)等形式存儲氫氣（Power-to-Gas，P2G），或者轉(zhuǎn)化為甲醇和氨氣等化學衍生物（Power-to-X，P2X）進行更安全地儲存。

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，氫儲能是氫能最具前景的應(yīng)用方向，也是可再生電力為主導的電網(wǎng)系統(tǒng)中最理想的長期儲能方式和靈活發(fā)電的清潔能源。從技術(shù)路線看，氫儲能跟電化學儲能直接產(chǎn)生的競爭區(qū)域不大，更多的是互補關(guān)系，“氫儲能+電化學儲能”是未來新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流路徑，在碳中和時代背景下前景無限。

氫藍時代的氫儲能布局

氫藍時代精準研判行業(yè)發(fā)展趨勢，成立氫能事業(yè)部布局多領(lǐng)域氫能應(yīng)用，以大功率燃料電池系統(tǒng)為抓手，重點開拓氫儲能發(fā)電業(yè)務(wù)。

2022年2月，聘請中國工程院院士、英國皇家工程院士，電動汽車、智慧能源領(lǐng)域的專家——陳清泉院士正式出任氫藍時代能源戰(zhàn)略首席顧問。同年引入行業(yè)專家布局氫儲能發(fā)電業(yè)務(wù)；成立氫能研究院，研發(fā)推出智慧氫能解決方案及標準化產(chǎn)品，成為氫能行業(yè)內(nèi)最早布局的企業(yè)之一。

2023年，哈爾濱生物制氫+氫能發(fā)電、新疆光伏制氫+交通&電力應(yīng)用等項目順利投產(chǎn)運營，多個MW級以上發(fā)電項目穩(wěn)步推進。

2024年初，氫藍時代正式成立氫能事業(yè)部，繼續(xù)深度拓展氫能發(fā)電應(yīng)用場景，進一步提升兆瓦級發(fā)電產(chǎn)品的競爭力，同時啟動PEM電解水制氫項目開發(fā)：一方面，補齊公司在氫儲能業(yè)務(wù)產(chǎn)品矩陣中制氫環(huán)節(jié)的空白，在綠電+綠氫是未來主流趨勢下，前瞻布局預(yù)計2026年后爆發(fā)的制氫業(yè)務(wù)萬億大市場；另一方面，可進一步完善公司氫儲能產(chǎn)品鏈，提供氫能制儲用一體化解決方案，推動公司全力搶占氫能領(lǐng)域發(fā)展制高點。