可再生能源發展勢不可擋 氫儲能技術大有可為

同濟大學教授
、上海氫能利用工程技術研究中心副主任張存滿指出，氫能的開發涉及製取、儲存
、運輸、利用等環節。依托燃料電池技術，目前氫能已經被廣泛應用於交通、電力、熱力、燃氣等社會領域。但是
，氫能係統在應用過程中還存在一些技術上的製約。

可再生能源發展麵臨四大挑戰

2014年11月

，國務院印發《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》(下文稱《行動計劃》)，明確提出到2020年，我國非化石能源占一次能源消費比重要達到15%。其中，常規水電裝機力爭達到3.5億千瓦左右，風電裝機達到2億千瓦，光伏裝機達到1億千瓦。

張zhang存cun滿man教jiao授shou表biao示shi，水shui電dian在zai技ji術shu和he運yun行xing模mo式shi上shang均jun比bi較jiao成cheng熟shu，風feng電dian近jin兩liang年nian的de發fa展zhan速su度du也ye較jiao快kuai
，相xiang較jiao而er言yan，光guang伏fu領ling域yu發fa展zhan麵mian臨lin較jiao大da壓ya力li。目mu前qian，可ke再zai生sheng能neng源yuan的de利li用yong水shui平ping還hai不bu太tai高gao，而er《行動計劃》中也明確提出，要“加強電源與電網統籌規劃，科學安排調峰
、調頻、儲能配套能力”。

以風電為例
，從2011年開始
，我國風電的增長速度和總裝機量已經躍居世界第一，截至2014年底


，全球風電裝機規模達到365GW，而我國並網的風電達到96GW，所占份額較大。但是與此同時，風電的棄電率也一直高居不下，近幾年來風電棄電率均超過了10%。

張存滿教授認為，可再生能源在發展過程中還存在諸多挑戰：

第一，我國由於資源分布不均造成的矛盾較為突出
，發電中心和用電負荷中心脫節嚴重。目前我國的風電主要集中在西北、華北、東北三個地區
，占全國風電裝機容量的80%。但是
，我國電力負荷則主要集中在經濟發達
、耗能更多的華東
、華南地區。因此，要大力發展風電
，長距離電力輸送不可避免。

第二，由於風電具有一定的間歇性
、隨機性，因此缺少儲能調節的風電會對電網安全造成不利影響
，尤其是當風電在當地電網中的輸送比例超過10%時，對電網的安全性影響會加大。

第三，電網建設是長期的、複雜的
、全(quan)局(ju)性(xing)的(de)
，因(yin)此(ci)與(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)資(zi)源(yuan)的(de)發(fa)電(dian)速(su)度(du)相(xiang)比(bi)，電(dian)網(wang)建(jian)設(she)規(gui)劃(hua)發(fa)展(zhan)速(su)度(du)相(xiang)對(dui)較(jiao)慢(man)
，在(zai)跨(kua)區(qu)域(yu)調(tiao)度(du)時(shi)就(jiu)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)矛(mao)盾(dun)
，且(qie)短(duan)期(qi)內(nei)難(nan)以(yi)調(tiao)和(he)。

disi，kezaishengnengyuandefazhanzhijieyuchuantonghuodianxingchenglejingzheng。youyudianwangzhongzengjialejuyoubodongxingdekezaishengnengyuandianli，tiaofenggudeyalidoujizhongzaichuantongdehuodian、水電上，造成電網運行效率下降。

氫儲能技術破解輸電難題

據了解，德國在發展可再生能源的過程中，也曾經遇到了發電、用電中心脫節的難題——deguofengdianchangzhuyaojizhongzaibeibu，eryongdianzhongxinjizhongzainanbu。weilehuanjiezheyimaodun
，deguozuizhongjiangdianlizhuanbianweiqingqi，ranhouzaijinrudaonengyuanhuanjie，yiqingchunengdefangshilaitidaizhijieshudian。

張存滿教授認為，氫儲能技術在實際應用中，製取
、存儲
、運輸

、終(zhong)端(duan)使(shi)用(yong)等(deng)環(huan)節(jie)都(dou)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)。不(bu)論(lun)使(shi)用(yong)哪(na)種(zhong)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)，從(cong)技(ji)術(shu)上(shang)講(jiang)都(dou)會(hui)優(you)先(xian)選(xuan)擇(ze)直(zhi)接(jie)並(bing)網(wang)。但(dan)是(shi)，技(ji)術(shu)上(shang)一(yi)旦(dan)出(chu)現(xian)難(nan)以(yi)輸(shu)送(song)的(de)情(qing)況(kuang)，還(hai)是(shi)希(xi)望(wang)能(neng)將(jiang)多(duo)餘(yu)電(dian)力(li)存(cun)儲(chu)起(qi)來(lai)。與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)不(bu)同(tong)
，氫(qing)儲(chu)能(neng)通(tong)過(guo)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)的(de)方(fang)式(shi)，將(jiang)能(neng)源(yuan)以(yi)氣(qi)態(tai)燃(ran)料(liao)的(de)方(fang)式(shi)存(cun)儲(chu)起(qi)來(lai)

，可(ke)以(yi)用(yong)在(zai)化(hua)工(gong)、氫電池汽車、加氣站等更多的場合。使用這種方式
，一方麵有利於就地應用
，另一方麵
，借助天然氣管網技術也可以實現遠距離運輸。

張成滿教授坦言，目前氫儲能係統在應用過程中還存在一些技術上的製約因素。

首先，寬功率波動適應性的高效電解製氫技術還有待發展。無論是製氫效率、安全性，還是整個係統的集成技術
，目前都還需要進一步調整;第二

，作為一個產業，氫儲能目前還需要實現低成本

、大型化;第三，需要提高氫儲能係統與風電場的適配性及集成技術;第四，協調氫儲能係統與電網的綜合調峰控製;第五，需要進一步發展大規模、低成本的氫氣輸運技術;第六，氫儲能應用終端推廣技術;第七，需要綜合考慮整個製氫技術的成本與應用經濟學的協調性。

氫儲能發展現狀及可行性分析

目前，氫儲能已被多個國家和地區列為了國家能源體係的重要組成部分。

在歐洲，現在已由德國牽頭將氫能列入歐盟能源體係，尤其是在2013年後，德國已經開發運行了十多個氫儲能示範項目;美國近年來在大力推動發展燃料電池;日本更是氫能源開發利用的擁躉，並為此投入了大量時間和資金;韓國從2000年開始，也在這一領域開始發力。

值得一提的是
，日本和德國在氫燃料電池汽車領域已經進入了商業化階段。本田、豐田
、寶馬等企業已經推出了多款燃料電池汽車
，未來發展形勢也很好。

從國內情況看
，我國電解水製氫技術的基礎較好，包括零部件控製、集成等方麵的相關產業鏈也在逐步形成。張存滿教授表示
，氫儲能技術壁壘較高，我國目前還需要解決核心技術難題，才能加速發展。

此(ci)外(wai)
，張(zhang)存(cun)滿(man)教(jiao)授(shou)認(ren)為(wei)
，在(zai)氫(qing)儲(chu)能(neng)項(xiang)目(mu)中(zhong)最(zui)為(wei)敏(min)感(gan)的(de)就(jiu)是(shi)電(dian)價(jia)因(yin)素(su)。由(you)於(yu)我(wo)國(guo)現(xian)行(xing)的(de)電(dian)價(jia)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)，而(er)氫(qing)氣(qi)價(jia)格(ge)則(ze)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)。即(ji)便(bian)是(shi)使(shi)用(yong)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)的(de)方(fang)式(shi)，也(ye)具(ju)備(bei)一(yi)定(ding)的(de)盈(ying)利(li)空(kong)間(jian)。此(ci)外(wai)
，我(wo)國(guo)對(dui)風(feng)電(dian)、光伏等新能源發電還有一定的補貼，因此現階段發展氫儲能的經濟效益比較可觀，具備一定的經濟性。