氫儲能是一種新型儲能，來源豐富、清潔無碳、高效可再生，在能量維度、時間維度和空間維度上具有突出優(yōu)勢，是利用電力和氫能的互變性而發(fā)展起來的。

氫儲能既可以儲電，又可以儲氫及其衍生物（如氨、甲醇）。狹義的氫儲能是基于“電?氫?電”的轉換過程，主要包含電解槽、儲氫罐和燃料電池等裝置。利用低谷期富余的新能源電能進行電解水制氫，儲存起來或供下游產(chǎn)業(yè)使用；在用電高峰期時，儲存起來的氫能可利用燃料電池進行發(fā)電并入公共電網(wǎng)。廣義的氫儲能強調“電?氫”單向轉換，以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)等形式存儲氫氣，或者轉化為甲醇和氨氣等化學衍生物進行更安全地儲存。

氫儲能技術被認為是極具潛力的新型大規(guī)模儲能技術，適用于極短或極長時間能量儲備的技術方式。與化學電池儲能類似，氫氣儲能技術的外部環(huán)境依賴性小，項目建設選址方便、環(huán)境影響小，但是與其他儲能技術相比，其能量轉換效率偏低，成本高，商業(yè)化應用的各個環(huán)節(jié)仍存在不少瓶頸。

氫儲能系統(tǒng)主要包括三個部分: 制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)和氫發(fā)電系統(tǒng)。分別對應電解水制氫技術 (電-氫的轉換)、儲氫技術、氫燃料電池技術或氫燃氣輪機技術(氫-電的轉換)，其中，電解水制氫技術、儲氫技術各有多條技術路線，不同的技術路線的發(fā)展階段和適用場景都有所不同。

氫儲能正在上升為國家級戰(zhàn)略目標。為了更好地“構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，各級政府、相關單位及企業(yè)均在氫儲能技術上大力投入，力爭盡早實現(xiàn)大規(guī)模儲能商業(yè)化應用。

近年來，我國發(fā)布了多個氫儲能領域相關的綱領性文件，為氫儲能的發(fā)展奠定了堅實的基礎。2021年8月，國家發(fā)改委、能源局正式印發(fā)了《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，明確提出“探索開展儲氫、儲熱及其他創(chuàng)新儲能技術的研究和示范應用”。

2022年3月23日，國家發(fā)改委發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》。其中明確：發(fā)揮氫能調節(jié)周期長、儲能容量大的優(yōu)勢，開展氫儲能在可再生能源消納、電網(wǎng)調峰等應用場景的示范，探索培育“風光發(fā)電+氫儲能”一體化應用新模式，逐步形成抽水蓄能、電化學儲能、氫儲能等多種儲能技術相互融合的電力系統(tǒng)儲能體系。探索氫能跨能源網(wǎng)絡協(xié)同優(yōu)化潛力，促進電能、熱能、燃料等異質能源之間的互聯(lián)互通。

2023年8月9日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關于組織開展工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應用場景與案例征集工作的通知》，征集一批集成應用分布式光伏、分散式風電、高效熱泵、新型儲能、氫能、余熱余壓利用、智慧能源管控等一體化系統(tǒng)的工業(yè)綠色微電網(wǎng)。通知要求申報的工業(yè)綠色微電網(wǎng)應實現(xiàn)穩(wěn)定運行、具有顯著節(jié)能降碳效果，并滿足的指標要求中的三項，其中包括：可再生能源制氫或工業(yè)副產(chǎn)氫年生產(chǎn)規(guī)模達到5000噸以上，并實現(xiàn)就近利用。

8月30日，新疆自治區(qū)發(fā)改委印發(fā)《自治區(qū)支持氫能產(chǎn)業(yè)示范區(qū)建設的若干政策措施》。在支持優(yōu)先配置風光資源方面，提出對納入示范區(qū)的風光氫制用一體化項目，結合實際配置上網(wǎng)風光資源。支持氫儲能參與調峰。風電、光伏發(fā)電配置制氫、儲氫項目原則上等同于配置儲能。

10月19日，吉林省能源局發(fā)布《對省十四屆人大一次會議第0154號代表建議的答復》，答復人大代表才延福建議時表示，探索全域協(xié)同制氫賦能新發(fā)展模式，打造發(fā)展樣板。結合我省“陸上風光三峽”新能源建設需求，大規(guī)模開展氫能在可再生能源消納、電網(wǎng)調峰等場景技術應用；結合我省東部地區(qū)抽水蓄能工程，探索培育“風光發(fā)電＋氫儲能＋抽水蓄能”一體化應用新模式，構建穩(wěn)定高效可再生能源制氫體系，將全省打造成國家級新能源與氫能產(chǎn)業(yè)融合示范區(qū)。

由于具備大儲能容量、長儲能周期以及快速響應的優(yōu)勢，氫儲能被認為能夠良好地耦合規(guī)模大、波動強的可再生能源發(fā)電。相比其他儲能方式，氫儲能在“電-氫-電”的轉換過程中，可以提高可再生能源的消納以及實現(xiàn)對電網(wǎng)的新型電力系統(tǒng)，保障我國能源安全。

近兩年，我國氫儲能項目逐步增多。在資源條件適宜的地區(qū)，借助氫能實現(xiàn)電網(wǎng)電力的調峰和轉換。尤其是在我國東部沿海地區(qū)，發(fā)展風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的同時建立氫儲能電站，為緩解我國東部地區(qū)用電壓力而做出貢獻。

可以看到，不僅是國網(wǎng)電力企業(yè)，中國電力公司都在緊抓氫儲能機遇。我國在能源供需上極不平衡，在電網(wǎng)系統(tǒng)中，西部地區(qū)電力十分充足，但東部地區(qū)用電消耗極大。我國目前多數(shù)電網(wǎng)仍為火力發(fā)電或水力發(fā)電，隨著新能源裝機容量的日益提升，新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)開始逐步替代傳統(tǒng)能源發(fā)電，“構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”正在成為可能。

氫電轉換是氫儲能的重要技術，氫能來源于電力的制取，電能也將從氫能中回饋到電網(wǎng)之中。分析氫儲能的成本現(xiàn)狀、降本路徑以及經(jīng)濟性，對氫儲能在發(fā)電領域的規(guī)?；瘧?、構建清潔低碳安全高效的能源體系、實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標具有重要意義。

中國科學院院士、清華大學教授、國際氫能與燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高曾在演講中表示：氫能系統(tǒng)集成的典型場景就是長周期、大規(guī)?？稍偕茉吹臍鋬δ?。氫儲能會是今后的主流儲能方式，因為儲能的規(guī)模和周期都是壓縮空氣和抽水蓄能無法相比的，電化學儲能就更不行了。

歐陽明高院士強調，可以在東部發(fā)展氫儲能，比方分布式氫儲能，就是用燃料電池發(fā)電。氫儲能是除了氫動力和氫原料，用于化工和鋼鐵之外的最大用途，也是未來新型電力系統(tǒng)重要支撐。氫儲能需要把氫能全產(chǎn)業(yè)鏈集成，一個環(huán)節(jié)都不能落下，這是最難的。首先瓶頸在制氫系統(tǒng)成本和發(fā)電成本，對于發(fā)電有多種選擇：燃料電池、氫內(nèi)燃機以及摻燒鍋爐，現(xiàn)在主張在國內(nèi)光伏風電基地旁邊調峰煤電廠用摻氫燃燒的方式發(fā)電。

國家能源局數(shù)據(jù)顯示：2022年新增風電光伏發(fā)電量占全國新增發(fā)電量的55%以上，可再生能源發(fā)電量占全社會用電量的30%左右。未來在以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，可再生能源的比例有望超過傳統(tǒng)化石能源發(fā)電，這必然要求儲能設施具備一定的儲能時長，以滿足大規(guī)模再生能源的并網(wǎng)和長時間削峰填谷需求。氫儲能在儲能時長、儲能容量上具有較大優(yōu)勢。在儲能時長方面，可以實現(xiàn)“跨分鐘—跨季節(jié)”的儲能；在儲能容量方面，可以達到太瓦時的儲能規(guī)模，是目前新型發(fā)電系統(tǒng)中頗具潛力的儲能方式。通過“電—氫—電”的轉換，氫儲能促使可再生能源的消納利用率將不斷提高，推動整個能源結構朝著綠色、低碳、高效的方向轉型，形成新型綜合能源供應體系。

氫能觀察總結，氫儲能目前還存在以下幾點問題：

寬功率波動適應性的高效電解制氫技術還有待發(fā)展

可再生能源的不確定因素很多，比如風電發(fā)電，1 臺風機一天內(nèi)的功率輸出波動范圍非常大，因此要求制氫系統(tǒng)的功率耐受范圍盡量能達到 0%~100%，更好地耦合風電、光伏發(fā)電系統(tǒng)，提高風光等可再生能源的消納。目前堿性電解水制氫的寬功率波動適應性在 20%-100%，難以耦合質量較差的可再生能源電力，造成部分可再生能源電力的浪費。相比之下，PEM 電解水制氫系統(tǒng)具有更寬的功率波動適應性(0-100%)，能夠更好地適應可再生能源電力，但是 PEM 系統(tǒng)成本遠高于堿性電解水制氫系統(tǒng)，不具備經(jīng)濟性優(yōu)勢。因此，短期內(nèi)，如何提高堿性電解水制氫系統(tǒng)的啟動速度、拓寬波動適應性將是氫儲能裝備發(fā)展的重要方向。

氫儲能設施大功率化、項目大規(guī)?；l(fā)展將成主要趨勢

目前我國已建成的氫儲能項目多數(shù)是 kW 級別的電解水制氫系統(tǒng)，氫燃料電池的功率也以kW和MW級別為主，制氫和發(fā)電規(guī)模較小，攤銷到每單位儲能的儲能成本就相對較高。在實際的示范項目中證明，儲能項目每單位儲能的儲能成本與項目的儲能規(guī)模以及設備的功率都有密切關系，往往項目規(guī)模越大、設備功率越大，攤銷到每單位儲能的儲能成本就相對越低。未來，只有實現(xiàn)氫儲能裝備的大功率化、項目的大規(guī)?；?，才能體現(xiàn)氫儲能項目的規(guī)模化儲能優(yōu)勢。

氫儲能系統(tǒng)與風電場的適配性尚需提高

由于風力、太陽能的不確定性較強，導致風力發(fā)電、光伏發(fā)電可能會產(chǎn)生大規(guī)模低品質的電力，而電解水制氫裝置對電力的穩(wěn)定性要求較高，頻繁的電力波動將對設備的運行壽命和氫氣純度質量造成較大影響。針對技術方面的挑戰(zhàn)，需要進行有效的電能匹配，提高制氫設備的可利用率。提高電解水制氫設備對間歇性電源功率波動的適應性，深入研究制氫裝備的功率波動適應性，開發(fā)大功率、低成本的高效率的工業(yè)化堿性電解水制氫技術，以及開發(fā)可快速響應功率波動的質子交換膜電解水制氫技術。此外，還有氫儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的綜合調峰控制、大規(guī)模/低成本的氫氣儲運和輸運等技術也制約著氫儲能的發(fā)展。

參考：
CDCC：《一文讀懂氫儲能技術》
中山低溫院：《【報告分享】氫儲能經(jīng)濟性分析及應用前景研究》

當前，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處在降本增效、技術創(chuàng)新以及協(xié)同推進的初期探索階段，氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同聯(lián)動效果還未完全顯現(xiàn)出來。燃料電池汽車成本何時能夠下降？氫能核心技術問題何時能夠攻破？氫能應用何時能夠真正落地等問題逐步顯現(xiàn)……

氫能觀察結合當前產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢，舉辦“2023氫能嘉年華暨中國氫能100人論壇年會”。圍繞氫能在化工、鋼鐵、交通等領域，邀請行業(yè)內(nèi)專家學者、氫能頭部企業(yè)代表等，共同探討我國氫能產(chǎn)業(yè)初期發(fā)展的前進之路。