中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月9日，全球電池龍頭寧德時(shí)代的首席科學(xué)家吳凱在2023世界儲(chǔ)能大會(huì)上，直面國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能行業(yè)的一系列痛點(diǎn)，直言儲(chǔ)能是用來(lái)用的，不是用來(lái)?yè)伍T面、做擺設(shè)、換路條的。
這一幕城頭大佬怒批行業(yè)內(nèi)幕的戲份，也把長(zhǎng)期以來(lái)配儲(chǔ)過(guò)程中應(yīng)付政策的遮羞布揭開(kāi)了。
鋰電作為新型儲(chǔ)能方式最為出圈的存在，這些年可謂是風(fēng)頭無(wú)兩，但儲(chǔ)能生態(tài)過(guò)熱也是真相。
與此同時(shí)，此前麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)研究表明，基于目前電網(wǎng)電價(jià)較低的情況，短期內(nèi)氫能的終端直接應(yīng)用相比其在發(fā)電側(cè)的應(yīng)用更具經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。
氫儲(chǔ)能，要迎來(lái)機(jī)遇了嗎？
鋰電儲(chǔ)能短板
“雙碳”加持下，新能源產(chǎn)業(yè)越發(fā)迎來(lái)發(fā)展的黃金時(shí)期，在光伏爆發(fā)、鋰電翻涌之時(shí)，作為新能源產(chǎn)業(yè)以及新型電力系統(tǒng)改革中當(dāng)之無(wú)愧的“黃金賽道”，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)產(chǎn)業(yè)的大爆發(fā)。
根據(jù)國(guó)家能源局今年上半年的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)今年前六個(gè)月新增的新型儲(chǔ)能裝機(jī)量，等于過(guò)去10年裝機(jī)的總和。
但在產(chǎn)業(yè)遍地開(kāi)花的同時(shí)，問(wèn)題也隨之而來(lái)，儲(chǔ)能系統(tǒng)利用率低、投資方收益低、強(qiáng)配儲(chǔ)能帶來(lái)的一系列副作用以及投資過(guò)熱導(dǎo)致的低質(zhì)建設(shè)投資等，一把邪火悄然燃起。
目前，全國(guó)已有近30個(gè)省份出臺(tái)了“十四五”新型儲(chǔ)能規(guī)劃或新能源配置儲(chǔ)能文件，大力發(fā)展“新能源+儲(chǔ)能”。
但解決棄風(fēng)棄光的好意，久而久之卻演變成了如今的“強(qiáng)制配儲(chǔ)”。
配建儲(chǔ)能的巨大經(jīng)濟(jì)成本使得不少企業(yè)選擇了“陽(yáng)奉陰違”，反噬之下，新能源利用率反而降低。
在傳統(tǒng)儲(chǔ)能還在受成本挾制之時(shí)，作為新型儲(chǔ)能方式的氫儲(chǔ)能卻在暗中發(fā)育。
鋰氫互補(bǔ)
在儲(chǔ)能現(xiàn)有的五條賽道：機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能中，氫儲(chǔ)能是一種新型儲(chǔ)能，在能量維度、時(shí)間維度和空間維度上具有突出優(yōu)勢(shì)，可在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。
化學(xué)儲(chǔ)能是指利用氫等化學(xué)物作為能量的載體。儲(chǔ)能即儲(chǔ)存能量，根據(jù)能量形式的不同，儲(chǔ)能又可以分為電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三類。
機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能屬于電儲(chǔ)能，目的是儲(chǔ)電，適用于充放電短周期內(nèi)的就地使用。
相較于單純的“充電寶”，氫儲(chǔ)能既可以儲(chǔ)電，又可以儲(chǔ)氫及其衍生物。
基于“電?氫?電”（Power-to-Power，P2P）轉(zhuǎn)換過(guò)程的氫儲(chǔ)能，主要包含電解槽、儲(chǔ)氫罐和燃料電池等裝置。
其中最大的成本構(gòu)成是固定式燃料電池系統(tǒng)，占總投資的近七成。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)廠商仍然在進(jìn)行持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新。
相較于其他儲(chǔ)能方式，氫儲(chǔ)能受地理因素限制較小，具有無(wú)自衰減、擴(kuò)容成本低、能量密度大、能源發(fā)電轉(zhuǎn)移便捷等優(yōu)點(diǎn)，憑借其無(wú)自衰減的特性，尤其適用于跨周和季度的儲(chǔ)能。
基于擴(kuò)容成本低的特點(diǎn)，可通過(guò)增加氫氣儲(chǔ)罐尺寸，以較低的邊際成本，獨(dú)立于發(fā)電和制氫的規(guī)模而擴(kuò)大其儲(chǔ)能能力，其儲(chǔ)能規(guī)模和周期遠(yuǎn)超其他儲(chǔ)能方式。
尤其是在應(yīng)對(duì)極端突發(fā)事件時(shí)，性能也更加穩(wěn)定。
而在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方面，氫儲(chǔ)能添補(bǔ)了其不足。
在國(guó)內(nèi)，一般將連續(xù)運(yùn)行（放電）時(shí)間為不低于4小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)稱為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。
短時(shí)間儲(chǔ)能側(cè)重保證電力系統(tǒng)在瞬時(shí)干擾下保持平衡等電網(wǎng)安全問(wèn)題，而長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能一般側(cè)重實(shí)現(xiàn)峰谷供需平衡的問(wèn)題。
但在當(dāng)下，我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)以儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)在2-4小時(shí)之間的短時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)為主，但這并不能滿足電力系統(tǒng)跨天、跨月、乃至跨季、跨年的儲(chǔ)能需要。
而在新能源消納方面，氫儲(chǔ)能在放電時(shí)間（小時(shí)至季度）和容量規(guī)模（百吉瓦級(jí)別）上的優(yōu)勢(shì)比其他儲(chǔ)能明顯，相比抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能，不受地理位置因素的限制，而且能夠增強(qiáng)電力系統(tǒng)的韌性。
氫能既可以與電網(wǎng)融合協(xié)同，在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮儲(chǔ)能的柔性支撐作用，也可以在電網(wǎng)之外，單獨(dú)組成氫能輸運(yùn)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，自成體系，獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，應(yīng)用于工業(yè)、交通、建筑、電力等領(lǐng)域。
氫儲(chǔ)未來(lái)
雖然強(qiáng)制配儲(chǔ)為人所詬病，但儲(chǔ)能與可再生能源的建設(shè)的搭檔組合也是必然的，尤其是伴隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，配儲(chǔ)是必然的趨勢(shì)。
近年來(lái)，氫儲(chǔ)能作為新型儲(chǔ)能形式，伴隨著新型電力市場(chǎng)的建設(shè)走進(jìn)大眾視野中來(lái)。
電力儲(chǔ)能形式有抽水蓄能、熔融鹽儲(chǔ)熱、新型儲(chǔ)能，其中新型儲(chǔ)能便包括氫儲(chǔ)能、鈉離子電池、鉛酸電池等。
10月25日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)新形勢(shì)下電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》，氫儲(chǔ)能被明確作為新型儲(chǔ)能重要內(nèi)容，參與電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
文件指出，在源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化已經(jīng)成為新型電力系統(tǒng)一大特色之時(shí)，氫儲(chǔ)能已經(jīng)成為支撐電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)支點(diǎn)。
氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的三個(gè)主要部分——制氫、儲(chǔ)氫、氫發(fā)電，三個(gè)子系統(tǒng)基于電能鏈和氫產(chǎn)業(yè)鏈兩條路徑實(shí)現(xiàn)能量流轉(zhuǎn)，提升電網(wǎng)電能質(zhì)量與氫氣的附加價(jià)值。
截止到目前，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)3.65億KW、太陽(yáng)能裝機(jī)超過(guò)4億KW，發(fā)電量占全社會(huì)用電量的13.4%，未來(lái)裝機(jī)占比會(huì)進(jìn)一步提高。
當(dāng)氫儲(chǔ)能與光照、風(fēng)力等豐富的自然資源結(jié)合，綠氫的生產(chǎn)成本便會(huì)大幅下降，甚至更優(yōu)。
吳凱曾（交代身份）表示：“儲(chǔ)能作為基礎(chǔ)設(shè)施，最大的一個(gè)特點(diǎn)就是要用10年、20年以上，要在多種復(fù)雜環(huán)境和應(yīng)用條件下，能夠安全穩(wěn)定高質(zhì)量地運(yùn)行。”
雖然起步晚，但從長(zhǎng)達(dá)30年的生命周期之中，氫儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)非常明顯。
我國(guó)計(jì)劃在未來(lái)的三年里將會(huì)陸續(xù)落地總規(guī)模超過(guò)200MW的氫儲(chǔ)能項(xiàng)目，包括六安兆瓦級(jí)氫能綜合利用站。
該站使用了質(zhì)子交換膜電解制氫、儲(chǔ)氫和氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。該項(xiàng)目制氫能力為220立方米/小時(shí)，配備了一個(gè)200千克的儲(chǔ)氫容器(20MPa)和六套200千瓦的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
但受到技術(shù)、政策等方面的制約，氫能在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用并不是一帆風(fēng)順的。
首先是氫儲(chǔ)能系統(tǒng)效率低，“硬傷”限制了氫儲(chǔ)的發(fā)展之路。
目前，抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、鋰電池、鈉硫電池以及各種電磁儲(chǔ)能的能量轉(zhuǎn)化效率均在70%以上。
而國(guó)內(nèi)“電 ? 氫”轉(zhuǎn)化過(guò)程的堿性電解水、PEM電解水和固體氧化物(SO)電解水制氫效率分別為63%~70%、56%~60%和74%~81%。在“氫 ? 電”轉(zhuǎn)化過(guò)程的燃料電池發(fā)電效率為50%~60%，其中有大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能。
而狹義氫儲(chǔ)能的“電 ? 氫 ? 電”過(guò)程存在兩次能量轉(zhuǎn)換，整體效率僅有40%左右，與其他儲(chǔ)能的效率差距明顯。
技術(shù)滯緩也決定了成本的提高。
現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的技術(shù)成熟度、示范規(guī)模、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性都還在起步當(dāng)中，關(guān)鍵核心材料也主要依賴進(jìn)口，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約為13000元/kW，遠(yuǎn)高于其他儲(chǔ)能方式。
政策標(biāo)準(zhǔn)的缺失，不確定的保障。
目前，針對(duì)電氫耦合的頂層規(guī)劃和激勵(lì)機(jī)制尚不完善，面向氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)也不甚清晰，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尚在迷霧之中。
但任何行業(yè)初期都面臨著發(fā)展的迷茫遲滯階段，近期關(guān)于氫能產(chǎn)業(yè)的政策頻出，地方關(guān)于氫能的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃也不斷發(fā)布，氫能市場(chǎng)打開(kāi)在即。
未來(lái)，隨著可再生能源比例提升，氫儲(chǔ)能預(yù)計(jì)將在發(fā)電側(cè)可再生能源的大規(guī)模、長(zhǎng)周期儲(chǔ)能中發(fā)揮愈發(fā)關(guān)鍵的作用，尤其是在中國(guó)西北等風(fēng)光資源豐富的地區(qū)。
而氫儲(chǔ)能與電化學(xué)儲(chǔ)能互補(bǔ)，也未嘗不是一條更適合于更長(zhǎng)時(shí)間跨度、更長(zhǎng)空間跨度的技術(shù)路徑。
