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星期三
年4月
文章来源：李娜,李志远,王楠,孙翔.氢储能调峰站发展路径探索研究[J].中国能源,,43(01):55-59+67.
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氢能是现代能源体系的重要组成部分，将深刻影响中国能源应用的前景。氢储能是解决可再生能源消纳和缓解峰谷电差的有效方式之一。
通过电转氢技术可以实现规模化、长期、广域的储能。氢储能或将成为未来重大创新技术，可有效弥补电能存储性能差的短板，有力支撑高比例可再生能源发展，有助于优化能源结构，提升能源系统整体效率，促进能源革命。但氢储能现阶段真的可行么？
氢储能是什么？
目前氢气制取主要有以下三种较为成熟的技术路线：一是化石燃料制氢；二是工业副产氢尾气提纯制氢；三是电解水制氢。
国家能源局统计结果显示，年，我国可再生能源新增装机1.34亿千瓦，占全国新增发电装机的76.1%。可再生能源发电量稳步增长，年，全国可再生能源发电量达2.48万亿千瓦时，占全社会用电量的29.8%。
发展切实有效的大规模储能技术，对消纳弃电、保障电力系统稳定具有重要意义。
四大储能技术对比
下表给出了几种储能方式的综合比较：
注：*表示电站通常设计使用寿命；**碱性电解设备寿命15年，燃料电池发电受制于现阶段的技术成熟度，寿命约6年，综合取10年。
目前较为成熟的储能方式主要有抽水蓄能和电化学储能两大类。抽水蓄能电站需要具有发达的水系和优良的地质条件，并且建设周期长；电化学储能近些年发展迅速，但由于成本较高，电池寿命只有五年左右，并且废旧电池处理面临诸多环保问题。
目前在容量需求小的调频率储能应用较多，大规模调峰储能应用不具有经济可行性。其他方式的储能包括压缩空气储能、电磁储能（超级电容器、超导储能）和热储能等，受制于技术成熟度、成本、效率等方面因素影响，目前难以做到大规模商业化应用。
氢储能技术是利用电力和氢能的互变性而发展起来的：
利用电解制氢，将间歇波动、富余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他发电装置发电回馈至电网系统。
电解水制氢技术成熟，工艺简单，清洁环保，制取的氢气和氧气纯度高，而且设备单机容量大，市场成熟产品可做到5MW/台，制氢量Nm3/h，可大规模使用。
氢储能目前存在的问题是效率较低、造价高。电解水制氢效率达65%~75%，燃料电池发电效率为50%~60%，单过程转换效率相对较高，但电-氢-电过程存在两次能量转换，整体效率较低。
氢储能调峰站造价估算表
制氢设备的单位造价约元/kW，储氢和辅助系统造价为元/kW，燃料电池发电系统造价约元/kW，燃料电池的投资占到氢储能系统总投资的接近70%；且现阶段规模化燃料电池发电系统应用较少，技术成熟度、系统寿命有待验证。
传统意义的氢储能是电-氢-电的转换，前文已论述存在效率低、价格高的问题。效率主要问题是两次能量转换，整体效率低；价格主要问题是燃料电池投资占比高。
广义氢储能利好可再生能源消纳
相较于传统储能，广义氢储能强调电-氢单向转换，由于广义氢储能系统效率高和成本低，上游与可再生能源发电结合，下游瞄准高纯氢市场需求，具有广阔的应用场景，受到国内外学术界、产业界的广泛
