氫能被稱為終極清潔能源。具有高效無污染、儲量豐富、儲運靈活等優(yōu)點。

 

這種新型固體儲氫將顛覆儲能行業(yè)

隨著固態(tài)儲氫等技術(shù)的深入探索，氫能將在多個領域得到更廣泛的應用，實現(xiàn)從1到N的轉(zhuǎn)變。

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

 

固態(tài)儲氫技術(shù)的新進展

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

該能源站通過氫能生產(chǎn)、儲存、發(fā)電、加氫一體化，實現(xiàn)電氫靈活轉(zhuǎn)換。這將很好地解決可再生能源發(fā)電的隨機性和季節(jié)性波動性強的問題。在中國廣東的示范項目中，基于固態(tài)儲氫，氫能已經(jīng)向外界展示了其在儲能方面的應用。

 

 

氫儲能的優(yōu)勢

儲氫時間長、容量大、跨區(qū)域的優(yōu)勢。

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

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

最后，關于地理限制和生態(tài)保護。與抽水蓄能、壓縮空氣等大規(guī)模儲能技術(shù)相比，儲氫不需要特定的地理條件，也不會破壞生態(tài)環(huán)境。

 

儲氫運輸方式和類別

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

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

固態(tài)儲氫技術(shù)具有儲存時間長、安全性高、放氫方便等優(yōu)點。然而，也存在諸如室溫下儲氫能力低、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)材料儲氫機理的不同，儲氫材料主要可分為兩類：物理吸附儲氫材料和金屬氫化物基儲氫合金。其中，金屬氫化物儲氫是目前最有前途、發(fā)展最快的固態(tài)儲氫方法。

 

固態(tài)儲氫與電化學儲能

 

儲能系統(tǒng)效率

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

費用

假設一個電-氫生產(chǎn)發(fā)電場景，計算結(jié)果表明，以單位千克氫發(fā)電和售電價格計算，售電收入最多只能勉強等于氫生產(chǎn)成本，因此整個鏈條將不可避免地虧損。

目前電化學儲能的成本約為2000元/kW，而氫儲能系統(tǒng)的成本約1.3萬元/kW左右，遠高于其他儲能方式。固態(tài)儲氫VS電化學儲能

相輔相成

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

氫儲能和電化學儲能不是非此即彼的競爭關系，而是相輔相成，共同支撐未來電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

 

 

固態(tài)儲氫技術(shù)的發(fā)展與探索

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

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)儲氫技術(shù)得以應用在云南電氫智慧能源站的試點項目中，同樣體積的3MPa儲氫罐只能儲存10公斤氫氣，而固態(tài)儲氫技術(shù)可以儲存200立方米氫氣，儲氫密度提高了20倍。

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

隨著固態(tài)儲氫等技術(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、冶金等領域的應用正在逐步落地。