在可再生能源高占比的電力系統中，棄風棄光問題隨著風電、光伏裝機總容量的不斷增加而日益突出。由于風電、光伏出力的預測準確程度有限，其出力隨機性會對電網造成一定沖擊。氫儲能系統可利用新能源出力富余的電能進行制氫，儲存起來或供下游產業使用；當電力系統負荷增大時，儲存起來的氫能可利用燃料電池進行發電回饋電網，且此過程清潔高效、生產靈活。當前氫儲能系統的關鍵技術主要包含制氫、儲運氫和燃料電池技術3個方面。

 

 

氫儲能技術是利用了電-氫-電互變性而發展起來的。其基本原理就是將水電解得到氫氣和氧氣。在可再生能源發電系統中，電力間歇產生和傳輸被限的現象常有發生，利用富余的、非高峰的或低質量的電力大規模制氫，將電能轉化為氫能儲存起來；在電力輸出不足時利用氫氣通過燃料電池或其它方式轉換為電能輸送上網。能夠有效解決當前模式下的可再生能源發電并網問題，同時也可以將此過程中生產的氫氣分配到交通、冶金等其他工業領域中直接利用，提高經濟性。

 

氫儲能系統主要包括三個部分：制氫系統、儲氫系統、氫發電系統。該系統基于電能鏈和氫產業鏈兩條路徑實現能量流轉，提升電網電能質量與氫氣的附加價值。

 

 

歐洲國家已經制訂了詳細的氫能產業發展戰略和計劃，并正在穩步推進和實施。對比之下，國內氫儲能起步較晚、發展較為緩慢。“十三五”以來，我國大力支持和鼓勵‘三北’地區風電和光伏發電參與電力市場交易和大用戶直供，支持采用供熱、制氫、儲能等多種方式，擴大就地消納能力。

 

中國科學院院士歐陽明高表示，氫能是集中式可再生能源大規模長周期儲能的最佳途徑。他認為，在能源利用的充分性方面，氫能大容量、長時間的儲能模式對可再生電力的利用更充分；從規模儲能經濟性上看，固定式規模化儲氫比電池儲電的成本低一個數量級；與電池放電互補性上，氫能是一種大容量、長周期靈活能源；此外，氫能制運儲方式靈活，有長罐拖車、管道輸氫、長途輸電結合當地制氫等方式。

 

隨著我國對電力消納問題的重視及可再生能源發電上網電價的調整，氫儲能成為消納棄風棄光的關鍵技術，利用棄風棄光電量電解水制氫，能夠有效降低污染物排放，可以提高可再生能源利用的綜合效益。

 

今年7月，由中國國際經濟技術交流中心負責投運的聯合國計劃開發署（UNDP）示范項目在如皋成功測試和驗收了由南通安思卓設計、建設的光伏制氫，氫基儲能的微電網項目。該氫能小鎮項目建立氫基可再生能源儲能系統，解決不穩定可再生能源（太陽能，風能）高效利用的瓶頸，向氫基社區邁出一大步。

 

今年8月12日，全國首個有機液態儲氫及氫儲能綜合實驗室落地陜西。該項目是西北首個液態有機儲氫綜合實驗室，項目總投資額超過一億元，將為陜西氫能產業在科技創新、成果轉化與產業化等方面提供重要支撐。

 

氫能是一種柔性的“綠色”能源載體，可以一次性獲得并可以長期儲存，可以通過氫能燃料電池的技術整合成為電、熱、氣網一體化的結合點，是大規模消納新能源，實現電網和氣網互聯互通的重要手段，被認為是同時解決能源資源危機和環境危機的最佳途徑。

 

當前國內制氫主要還是依靠化石能源，電解水制氫占比非常有限。隨著氫儲能相關技術的發展和建造成本的下降，未來風、光等可再生能源制氫的規模會越來越大，我國氫能源結構會越來越清潔。