继氢能源汽车之后,被称为储能领域“后浪”的“储氢”成为最新的新能源热词。
国家发改委近日印发《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》。通知称:“加强与分时电价政策衔接,各地要加快落实分时电价政策,建立尖峰电价机制,引导用户错峰用电、削峰填谷。”
业内专家表示,峰谷电价差的加剧将有利于储能行业的发展,尤其是氢能在储能领域可以发挥重要作用,实现低成本、长效的储能,有利于用电量大的高耗能产业的利用和氢能汽车产业发展。
储氢是未来长期、大规模储能的方向
国家发改委高技术司近日组织召开系列研讨会,邀请工业和信息化部、财政部、自然资源部等部门,以及市场机构、专家学者参加聚焦氢能制备、储运、加注和终端运用全产业链,分析判断行业发展态势,深入探讨氢能产业合理布局、有序推进多元化示范应用,构建清洁低碳供应体系,制定完善行业基础标准。
有关方面一致表示,氢能产业健康有序发展,对我国能源绿色低碳转型、实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义,要进一步加强顶层设计,加快技术创新,完善政策体系,努力实现高质量发展。
中科院院士院士周孝信10月11日在2021全球新能源与智能汽车供应链创新大会上表示,在“双碳”目标下,用电场景也将发生变化,对于风电、光伏等输出波动较大的可再生能源,需要更有效的储能方式来支撑。
周孝信认为,动力电池梯次利用是可再生能源储能的最重要方式之一。但考虑到一些季节性因素波动较大以及长期大规模储能的需要,储氢是未来发展方向之一。
周孝信强调,“绿色氢”是未来调控可再生能源的重要手段,也可用于新能源汽车。
什么是“绿氢”?周孝信解释说,这是可再生能源电力的大规模制氢。生产过程作为电力系统的可调电力负荷,可以发挥可再生能源比例高的新型电力系统的灵活性,类似于电池储能,但使用从电到氢的能量存储,而不是以前的从电到电的能量存储。
不过,周孝信也指出,“灰氢”,即燃煤制氢等不可再生能源仍需谨慎对待,其比重需要控制。
中科院院士欧阳明高也指出,氢能存储是新能源动力系统的核心技术,氢能存储将是氢能利用的重点领域。小功率、短周期、分布式储能主要依靠电池,而长周期、大规模、集中式储能则可能依赖氢能及其载体,氢能是集中式可再生能源最好的大规模长期储存最佳途径。
就成本而言,氢能储能相对于电池储能要便宜。欧阳明高表示,在大规模储能方面,氢储能的成本至少比电池储能低一个数量级。如果可再生能源的电价成本低于每度电0.15元,储氢一定具备经济性。
此外,氢能储能在制氢、运输和储氢方式上也更加灵活,包括长管拖车、管道氢气运输、掺氢、远距离输电+本地制氢等方式均可应用。
储氢需降低能耗和损耗
也有业内人士表达了对氢能储能技术现状的担忧,尤其是电解水过程中的能源消耗和氢气转化为电能过程中的损耗。
按照目前电解水制氢技术,生产1公斤氢气理论上需要消耗40度左右的电能制取,而通过电解水制出的1公斤氢气再转化成电只能转化约15度电左右,理论上要损失至少60%。
近期,我国储氢示范项目成功投产。2021年9月10日,国内首座兆瓦级氢储能电站制氢系统部分在安徽六安正式满负荷运行调试成功,首次实现兆瓦级氢储能在电网领域的应用。该项目是国家电网公司科技项目“兆瓦级制氢综合利用关键技术研究与示范”的对应配套示范工程。
在氢能生产和燃料电池汽车示范方面,河北张家口建立了可再生能源制氢工厂。目前,已有数百辆燃料电池汽车进行了示范运行。2022年北京冬奥会将有1000多个氢燃料电池汽车投入使用。
上市公司布局储氢相关领域
上市公司方面,随着政策的支持,多家上市公司也开始对储氢及储氢相关领域进行新的布局。其中,中集安瑞科计划建设年产约10万只储氢钢瓶的生产线。中材科技将为70MPa氢气瓶做技术储备。京城股份将加快推进IV型钢瓶的实施,富瑞特装2021年重点推进富瑞深冷液氢气瓶的小批量试制。
“虽然电解水制氢、再利用氢发电的计划亏损相当大,但现阶段综合利用率仅在20%-30%范围内,但这是一个很大的突破。” 同济大学教授、国家智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平表示,要以宽容的态度对待作为“后浪”的“氢储能”。
余卓平介绍,电网希望有稳定的电力供应,现在氢气被用作中间载体,能够上网的电上网,上不了网的电来制氢,实际上就把电转化成氢能,把它储存下来,这个是可以大规模来做的,有望惠及一批产业链公司。
余卓平表示,有了可再生能源制氢这个“绿氢”的稳定来源,氢能汽车也能够进一步发展。预计到2030年,新增新能源车方面,纯电动车型预计将达到65%,氢燃料电池车也可以占到一定比例。
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