中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：新的《能源法》首次將氫能正式納入我國(guó)能源體系，提出積極有序推進(jìn)氫能開發(fā)利用，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
作為能源行業(yè)領(lǐng)域的“先行者”和“戰(zhàn)略布局者”，央國(guó)企和新能源龍頭企業(yè)正紛紛逐鹿氫能領(lǐng)域。
“五大六小”為代表的發(fā)電領(lǐng)域央企，中石油、中石化等代表的石化領(lǐng)域央企以及中能建、中電建等電力建設(shè)央企紛紛瞄準(zhǔn)氫能領(lǐng)域發(fā)力；同時(shí)，陽(yáng)光電源、隆基綠能、中車株洲所、明陽(yáng)集團(tuán)等新能源龍頭企業(yè)也聚焦氫能業(yè)務(wù)板塊進(jìn)行布局。
一、燃料電池儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)電氫耦合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
氫能作為綠色高效的二次能源，被視為未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分，也是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的方向。
截至2023年底，全國(guó)新能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比例約為15.6%，青海、甘肅、寧夏等西部地區(qū)占比超過(guò)40%。預(yù)計(jì)2060年前，新能源發(fā)電量占比有望超過(guò)50%。
高比例新能源帶來(lái)一定的消納難題，同時(shí)新能源發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性，通過(guò)水電解制氫—燃料電池儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)電氫耦合可促進(jìn)新能源消納以及對(duì)電網(wǎng)的支撐和調(diào)節(jié)能力。
燃料電池儲(chǔ)能是氫能開發(fā)利用的重要應(yīng)用模式，利用新能源富余電力制氫并存儲(chǔ)起來(lái)，在電網(wǎng)用電高峰時(shí)，燃料電池儲(chǔ)能將氫氣與氧氣在電解槽中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)并轉(zhuǎn)化產(chǎn)生直流電，直流電經(jīng)儲(chǔ)能變流器變換為交流電接入公共電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“電-氫-電”的轉(zhuǎn)換過(guò)程。
燃料電池儲(chǔ)能被視為未來(lái)新能源高占比電力系統(tǒng)中重要的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)日以上的長(zhǎng)時(shí)支撐，具備長(zhǎng)周期、大規(guī)模、集中式的特征。
二、政策持續(xù)推動(dòng)燃料電池儲(chǔ)能發(fā)展
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》是氫能的發(fā)展綱要，文件提出開展燃料電池為主的氫儲(chǔ)能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景的示范，探索培育“風(fēng)光發(fā)電+氫儲(chǔ)能”一體化應(yīng)用新模式；推動(dòng)完善氫能制、儲(chǔ)、輸、用標(biāo)準(zhǔn)體系。
標(biāo)準(zhǔn)體系的健全是促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，2023年7月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委等六部委聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2023年版）》，提出到2025年，支撐氫能全鏈條發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系基本建立。
2024年1月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰儲(chǔ)能和智能化調(diào)度能力建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，著力攻克長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)帶來(lái)的日以上時(shí)間尺度的系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求，探索推動(dòng)儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷、儲(chǔ)氫等多類型新型儲(chǔ)能技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展和優(yōu)化配置。
三、燃料電池技術(shù)發(fā)展仍有待突破
根據(jù)工作原理的不同，燃料電池儲(chǔ)能可以分為質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固態(tài)氧化物燃料電池等。
質(zhì)子交換膜燃料電池直接將氫氣與氧氣通過(guò)化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，副產(chǎn)物僅為水和熱量，可實(shí)現(xiàn)零碳排，具有工作溫度低、啟動(dòng)性能良好、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，是燃料電池儲(chǔ)能最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)類別。
目前，盡管燃料電池核心設(shè)備和環(huán)節(jié)取得突破，但距離商業(yè)化、大規(guī)模工程化應(yīng)用仍存在諸多技術(shù)難點(diǎn)，存在諸如轉(zhuǎn)換效率低、高壓儲(chǔ)氫技術(shù)不成熟、關(guān)鍵零部件技術(shù)指標(biāo)不過(guò)關(guān)、電力波動(dòng)影響制氫性能等問(wèn)題，以轉(zhuǎn)換效率為例，水電解制氫/燃料電池儲(chǔ)能的“電-氫-電”的電轉(zhuǎn)換效率僅為25%-40%左右，遠(yuǎn)低于抽水蓄能、鋰離子電池儲(chǔ)能等充放電效率。
四、項(xiàng)目整體仍處于示范應(yīng)用階段
燃料電池儲(chǔ)能目前仍存在效率低、造價(jià)高等問(wèn)題，限制了其規(guī)?；l(fā)展，目前已建成項(xiàng)目仍以小規(guī)模示范項(xiàng)目應(yīng)用為主，以園區(qū)、微電網(wǎng)等電氫耦合項(xiàng)目為主，例如，浙江臺(tái)州大陳島氫能綜合利用示范項(xiàng)目建設(shè)100kW燃料電池儲(chǔ)能。
2022年7月，國(guó)內(nèi)首座兆瓦級(jí)氫儲(chǔ)能電站安徽六安分布式氫能綜合利用電站投運(yùn)，項(xiàng)目建設(shè)220Nm3/h質(zhì)子交換膜制氫系統(tǒng)、1MW燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、熱電聯(lián)供系統(tǒng)、風(fēng)光可再生能源發(fā)電系統(tǒng)等。
今年來(lái)，燃料電池儲(chǔ)能項(xiàng)目正加快推進(jìn)，9月份，甘肅格羅夫瓜州風(fēng)光氫儲(chǔ)車一體化項(xiàng)目開工，項(xiàng)目一期建設(shè)10MW氫燃料電池系統(tǒng)；12月份，黑龍江大慶市40MW氫燃料電池發(fā)電項(xiàng)目開展EPC招標(biāo)。
整體來(lái)說(shuō)，行業(yè)仍處于起步階段，但相關(guān)的支撐政策、標(biāo)準(zhǔn)體系、技術(shù)水平、商業(yè)模式和工程應(yīng)用在不斷推進(jìn)，政策和標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，產(chǎn)業(yè)鏈日趨活躍并不斷健全，加速推進(jìn)我國(guó)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。
