氫儲能或成關鍵技術

據金投原油網報道：今年初，國家能源局正式公布了首批多能互補集成優化示範工程名單，但是作為能源行業的新業態
，國內尚無成熟的建設運營經驗。

工程名單共安排23個(ge)項(xiang)目(mu)。示(shi)範(fan)工(gong)程(cheng)隻(zhi)是(shi)起(qi)步(bu)，據(ju)行(xing)業(ye)估(gu)算(suan)，多(duo)能(neng)互(hu)補(bu)集(ji)成(cheng)優(you)化(hua)市(shi)場(chang)空(kong)間(jian)將(jiang)達(da)萬(wan)億(yi)以(yi)上(shang)。多(duo)能(neng)互(hu)補(bu)集(ji)成(cheng)優(you)化(hua)工(gong)程(cheng)作(zuo)為(wei)能(neng)源(yuan)行(xing)業(ye)的(de)新(xin)業(ye)態(tai)
，國(guo)內(nei)尚(shang)無(wu)成(cheng)熟(shu)的(de)建(jian)設(she)運(yun)營(ying)經(jing)驗(yan)
，讓(rang)我(wo)們(men)看(kan)看(kan)國(guo)外(wai)是(shi)如(ru)何(he)探(tan)索(suo)多(duo)能(neng)互(hu)補(bu)道(dao)路(lu)的(de)。

德國創新風電製氫多能互補模式為解決新能源波動性帶來了曙光

我國目前已經成為了世界風電裝機容量第一的可再生能源大國
，但是這些清潔能源的利用率一直低下，全國的棄風、棄光現象十分嚴重，新能源企業最高限電高達79%。根據中國儲能網的報告，2016年我國僅國網地區的棄風棄光電量就達到了465億千瓦時，直接經濟損失超過100億元人民幣。從分布上看，新能源開發主要集中在“三北”地區，風電、光電裝機容量分別占全國的77%和41%，規模大
、當地市場空間卻有限
，難以就地消納。從輸送能力上看，“三北”地區跨省區輸電能力僅有新能源裝機總量的22%，電力市場的建設也仍處於起步階段，難以適應新能源大規模交易、外送的需要。

反觀另一個新能源發展大國德國，2016年可再生能源發電量占比已經超過了32%

，在某些日子裏可再生能源甚至能夠覆蓋約90%的(de)電(dian)力(li)消(xiao)耗(hao)。在(zai)如(ru)此(ci)高(gao)的(de)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)比(bi)例(li)下(xia)，整(zheng)個(ge)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)也(ye)亟(ji)待(dai)提(ti)高(gao)。根(gen)據(ju)德(de)國(guo)聯(lian)邦(bang)環(huan)境(jing)部(bu)的(de)分(fen)析(xi)，為(wei)了(le)消(xiao)納(na)電(dian)網(wang)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)波(bo)動(dong)性(xing)，需(xu)要(yao)提(ti)高(gao)以(yi)下(xia)四(si)個(ge)領(ling)域(yu)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)：

其中儲能無疑是解決這個問題的關鍵，為了實現100%利(li)用(yong)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)這(zhe)個(ge)目(mu)標(biao)，德(de)國(guo)通(tong)過(guo)研(yan)究(jiu)也(ye)發(fa)現(xian)了(le)不(bu)同(tong)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)份(fen)額(e)下(xia)的(de)關(guan)鍵(jian)儲(chu)能(neng)技(ji)術(shu)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)
，可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)比(bi)例(li)越(yue)高(gao)，再(zai)往(wang)上(shang)提(ti)升(sheng)的(de)難(nan)度(du)就(jiu)越(yue)大(da)，其(qi)中(zhong)最(zui)難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)
，最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)是(shi)電(dian)轉(zhuan)氣(qi)技(ji)術(shu)。這(zhe)項(xiang)前(qian)沿(yan)的(de)技(ji)術(shu)在(zai)很(hen)多(duo)國(guo)家(jia)都(dou)還(hai)麵(mian)臨(lin)著(zhe)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸(jing)、應用困境和盈利問題。但是在德國，2013年就已經建成了第一個商業化的風電製氫多能互補項目——h2-herten。

以上就是這個項目的其中一個氫能應用點的照片，這是一個以氫氣為主要媒介的多能互補係統，附近1.2公裏外的風電場每天能夠供應該地3000平方米辦公室和科研場所的用能需求，以及本地氫燃料汽車和公交車的運行。

照片的背景中可以清晰地看到一個煤礦的舊址
，這個名為Ewald的煤礦曆史上曾經一度為歐洲最大的煤礦，周圍生活著6萬(wan)居(ju)民(min)。這(zhe)個(ge)地(di)區(qu)曾(zeng)因(yin)為(wei)煤(mei)炭(tan)資(zi)源(yuan)豐(feng)富(fu)而(er)興(xing)起(qi)
，也(ye)因(yin)為(wei)煤(mei)電(dian)的(de)沒(mei)落(luo)而(er)失(shi)去(qu)榮(rong)光(guang)。這(zhe)個(ge)項(xiang)目(mu)讓(rang)該(gai)地(di)區(qu)重(zhong)新(xin)煥(huan)發(fa)了(le)活(huo)力(li)
，不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)享(xiang)受(shou)到(dao)便(bian)宜(yi)清(qing)潔(jie)的(de)能(neng)源(yuan)，還(hai)因(yin)為(wei)這(zhe)個(ge)試(shi)點(dian)而(er)得(de)到(dao)了(le)全(quan)世(shi)界(jie)的(de)關(guan)注(zhu)。

為wei了le讓rang靠kao天tian吃chi飯fan的de風feng電dian能neng夠gou滿man足zu地di區qu供gong電dian的de可ke靠kao性xing要yao求qiu，該gai項xiang目mu的de核he心xin為wei將jiang多duo餘yu的de風feng電dian用yong於yu電dian解jie生sheng產chan氫qing氣qi，氫qing氣qi能neng夠gou很hen好hao地di被bei儲chu存cun起qi來lai

，在zai缺que電dian的de時shi候hou通tong過guo燃ran料liao電dian池chi重zhong新xin轉zhuan化hua為wei電dian力li。這zhe個ge流liu程cheng被bei定ding義yi為wei：以氫能為基礎的能源補充係統(HECS)
，其基礎框架如下：

這個項目的HECS設備能夠提供每年250兆瓦時的電力和將近6500千克的氫氣。一部分氫氣通過燃料電池為附近的一個辦公建築提供足夠的電力
，這棟建築中午的峰值負荷能夠達到50KW
，全年用電量在250兆瓦左右。為了能夠製定出最優的風電充放電策略
，該係統配備了一套風力發電預測係統和負荷預測係統，一個通過該係統計算出的6天風電發電功率和負荷的如下：

如ru果guo不bu加jia任ren何he的de儲chu能neng係xi統tong，多duo餘yu的de風feng電dian都dou要yao被bei放fang棄qi掉diao，在zai無wu風feng或huo者zhe少shao風feng的de時shi候hou甚shen至zhi會hui照zhao成cheng缺que電dian的de現xian象xiang，正zheng午wu在zai用yong電dian高gao峰feng的de時shi候hou風feng電dian功gong率lv反fan而er較jiao低di。

在整合了HECS係統後，通過一個優化係統
，風電就能夠保證實時的電力供應。燃料電池的反應速度能夠滿足係統的需求
，也保證了供電的可靠性。

可見在風電不足的時候，HECS係統能夠及時響應滿足負荷需求。該項目在2013年5月29日ri開kai始shi運yun行xing
，至zhi今jin運yun行xing良liang好hao，盡jin管guan這zhe個ge係xi統tong連lian接jie了le大da電dian網wang保bao障zhang這zhe棟dong辦ban公gong建jian築zhu的de電dian力li在zai極ji端duan情qing況kuang下xia的de電dian力li供gong應ying，至zhi今jin也ye幾ji乎hu沒mei有you使shi用yong過guo大da電dian網wang的de電dian力li。

這zhe個ge項xiang目mu充chong分fen證zheng明ming了le，微wei電dian網wang內nei部bu通tong過guo整zheng合he氫qing能neng轉zhuan化hua設she備bei後hou自zi給gei自zi足zu的de可ke能neng性xing
，多duo能neng互hu補bu的de核he心xin在zai於yu通tong過guo其qi他ta能neng源yuan形xing式shi彌mi補bu電dian力li不bu可ke大da規gui模mo儲chu存cun的de缺que點dian，又you通tong過guo電dian力li的de靈ling活huo性xing和he便bian於yu傳chuan輸shu的de特te性xing與yu其qi他ta能neng源yuan形xing成cheng了le優you勢shi互hu補bu。在zai未wei來lai的de能neng源yuan係xi統tong中zhong，我wo們men將jiang會hui看kan到dao更geng多duo不bu同tong的de能neng源yuan網wang絡luo交jiao織zhi在zai一yi起qi，這zhe個ge堅jian強qiang而er靈ling活huo的de能neng源yuan網wang才cai是shi解jie決jue可ke再zai生sheng能neng源yuan高gao比bi例li應ying用yong的de關guan鍵jian。