氫能被稱為終極清潔能源。具有高效無污染、儲(chǔ)量豐富、儲(chǔ)運(yùn)靈活等優(yōu)點(diǎn)。

 

這種新型固體儲(chǔ)氫將顛覆儲(chǔ)能行業(yè)

隨著固態(tài)儲(chǔ)氫等技術(shù)的深入探索，氫能將在多個(gè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)從1到N的轉(zhuǎn)變。

本文介紹了儲(chǔ)氫的優(yōu)點(diǎn)、固態(tài)儲(chǔ)氫與其他儲(chǔ)能解決方案的類別和區(qū)別。

 

固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)的新進(jìn)展

近日，中國重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中的固態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展項(xiàng)目在廣州、昆明率先實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。這是中國首次利用光伏發(fā)電生產(chǎn)固體氫能并成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)。它是推動(dòng)可再生能源大規(guī)模制氫和加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)的里程碑

該能源站通過氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、發(fā)電、加氫一體化，實(shí)現(xiàn)電氫靈活轉(zhuǎn)換。這將很好地解決可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性和季節(jié)性波動(dòng)性強(qiáng)的問題。在中國廣東的示范項(xiàng)目中，基于固態(tài)儲(chǔ)氫，氫能已經(jīng)向外界展示了其在儲(chǔ)能方面的應(yīng)用。

 

 

氫儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)

儲(chǔ)氫時(shí)間長、容量大、跨區(qū)域的優(yōu)勢(shì)。

第一，在可再生能源消費(fèi)方面。氫儲(chǔ)能在放電時(shí)間（小時(shí)到四分之一）和容量規(guī)模（千兆瓦級(jí)別）方面比其他儲(chǔ)能具有明顯優(yōu)勢(shì)。氫能存儲(chǔ)基本沒有剛性存儲(chǔ)容量限制，可以根據(jù)需要滿足數(shù)天、數(shù)月甚至更長時(shí)間的儲(chǔ)能需求，從而平滑可再生能源的季節(jié)性波動(dòng)。氫儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)

其次，氫能在太空中的轉(zhuǎn)移也更加靈活。氫氣的運(yùn)輸不受輸配網(wǎng)絡(luò)的限制，能源可以跨區(qū)域、遠(yuǎn)距離、無方向地轉(zhuǎn)移?？刹捎瞄L管拖車、管道輸氫、天然氣加氫、液氨等儲(chǔ)運(yùn)方式，更加靈活。同樣，氫能的應(yīng)用范圍也更廣。它可以根據(jù)不同領(lǐng)域的需要轉(zhuǎn)換為電能、熱能、化學(xué)能等。

最后，關(guān)于地理限制和生態(tài)保護(hù)。與抽水蓄能、壓縮空氣等大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)相比，儲(chǔ)氫不需要特定的地理?xiàng)l件，也不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。

 

儲(chǔ)氫運(yùn)輸方式和類別

在氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈中，儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)先連接氫氣生產(chǎn)，再連接氫氣應(yīng)用，是不可或缺的一部分。常見的儲(chǔ)氫技術(shù)通常分為三種方法：氣體儲(chǔ)存和運(yùn)輸、液體儲(chǔ)存和運(yùn)輸以及固態(tài)儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

氣體的儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本相對(duì)較低，氫氣的充放電速度相對(duì)較快。它是目前最成熟和應(yīng)用最廣泛的。但儲(chǔ)氫密度和運(yùn)輸半徑相對(duì)有限，適合短途運(yùn)輸。相比之下，中長距離大規(guī)模運(yùn)輸主要考慮管道和液氫運(yùn)輸。液體儲(chǔ)運(yùn)的儲(chǔ)氫密度較高，但設(shè)備投資和能耗成本較高。儲(chǔ)氫運(yùn)輸方式和類別

固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)具有儲(chǔ)存時(shí)間長、安全性高、放氫方便等優(yōu)點(diǎn)。然而，也存在諸如室溫下儲(chǔ)氫能力低、吸附材料的制備昂貴以及商業(yè)化程度低的問題。根據(jù)固態(tài)材料儲(chǔ)氫機(jī)理的不同，儲(chǔ)氫材料主要可分為兩類：物理吸附儲(chǔ)氫材料和金屬氫化物基儲(chǔ)氫合金。其中，金屬氫化物儲(chǔ)氫是目前最有前途、發(fā)展最快的固態(tài)儲(chǔ)氫方法。

 

固態(tài)儲(chǔ)氫與電化學(xué)儲(chǔ)能

 

儲(chǔ)能系統(tǒng)效率

現(xiàn)階段，鋰電池等各種電化學(xué)儲(chǔ)能的能量轉(zhuǎn)換效率均在70%以上。但氫儲(chǔ)能需要完成“電-氫-電”的兩次能量轉(zhuǎn)換，整體效率不到40%，與其他儲(chǔ)能效率有顯著差異。

費(fèi)用

假設(shè)一個(gè)電-氫生產(chǎn)發(fā)電場(chǎng)景，計(jì)算結(jié)果表明，以單位千克氫發(fā)電和售電價(jià)格計(jì)算，售電收入最多只能勉強(qiáng)等于氫生產(chǎn)成本，因此整個(gè)鏈條將不可避免地虧損。

目前電化學(xué)儲(chǔ)能的成本約為2000元/kW，而氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本約1.3萬元/kW左右，遠(yuǎn)高于其他儲(chǔ)能方式。固態(tài)儲(chǔ)氫VS電化學(xué)儲(chǔ)能

相輔相成

與以鋰電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能相比，氫儲(chǔ)能在能量密度和儲(chǔ)能持續(xù)時(shí)間方面具有更大的優(yōu)勢(shì)。然而，它在能量轉(zhuǎn)換效率和響應(yīng)速度方面相對(duì)較差。電化學(xué)儲(chǔ)能主要用于日內(nèi)和高頻波動(dòng)，而氫儲(chǔ)能則主要用于季節(jié)性或區(qū)域間的能量轉(zhuǎn)移。

氫儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能不是非此即彼的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而是相輔相成，共同支撐未來電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

 

 

固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)的發(fā)展與探索

在世界各地，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)都在積極推動(dòng)固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)的研發(fā)。美國、日本和韓國等國一直處于這項(xiàng)技術(shù)的前沿，歐洲國家也在積極開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。與世界相比，我國固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)研究起步較晚，但近年來隨著不斷創(chuàng)新和加大投入，取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

隨著中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各種技術(shù)瓶頸相繼被打破，固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)得以應(yīng)用在云南電氫智慧能源站的試點(diǎn)項(xiàng)目中，同樣體積的3MPa儲(chǔ)氫罐只能儲(chǔ)存10公斤氫氣，而固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)可以儲(chǔ)存200立方米氫氣，儲(chǔ)氫密度提高了20倍。

在廣東示范工程中，使用的核心技術(shù)和設(shè)備都來自中國。固態(tài)儲(chǔ)氫裝置核心單元體積儲(chǔ)氫密度指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，固態(tài)儲(chǔ)氫裝置取代了傳統(tǒng)加氫站中的氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)罐和凈化系統(tǒng)，單站可節(jié)省200多萬元的建設(shè)成本。

隨著固態(tài)儲(chǔ)氫等技術(shù)的深入探索，在加氫站、燃料電池汽車、電氫智能能源站、熱電聯(lián)產(chǎn)、調(diào)峰調(diào)頻、航空、軍工、冶金等領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐步落地。