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氢储能:解决“弃风弃光”问题的新思路!
发表时间:2015-05-29 14:16:15 点击:112
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    氢储能,是近两年受德国等欧洲国家氢能综合利用后提出的新概念。“十二五”以前没有立项,支持项目也是以制氢、发电、储氢等过程单独资助的,但“十三五”期间该概念已经列入国家电网公司规划。氢储能技术被认为是智能电网和可再生能源发电规模化发展的重要支撑,并日趋成为多个国家能源科技创新和产业支持的焦点。

大力发展氢储能技术,重点突破电氢两种能量载体之间的高效转化、低成本大规模存储和综合高效利用等关键技术,解决新能源波动性制氢、电网与管网络互连互通和协调控制等关键技术,实现能源网络化大规模存储,实现高效率、低成本的储能技术规模化应用。为构建配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源互联网提供技术支撑。

解决“弃风”、“弃光”问题的新思路

随着我国可再生能源发电比例的快速增大(据国家发展改革委能源研究所最新预测:2030年中国电力结构中可再生能源发电比例将从2015年的24%扩大到53%),同时也存在发电和负荷中心在地理上的布局不均(风能陆上资源的80%-90%在“三北”地区,太阳能资源好的地方也在西部和北部,而用能中心位于中、东部),考虑到日益紧迫的环保压力和化石能源束缚,这些都迫使我国将目光聚焦到可再生能源的产生、存储和消纳上,2014年初,李克强总理考察了德国氢能混合发电项目,特别指示国内相关部门组织实施氢能利用示范项目。国家能源局已指示河北、吉林省加快可再生能源制氢示范工作,将氢储能列为解决“弃风”、“弃光”问题的新思路。2015年初的两个月内,国家能源局再次连续下发与风电的消纳有关通知(《国家能源局关于做好2015年度风电并网消纳有关工作的通知》、《国家能源局关于在京开展可再生能源清洁供热示范有关要求的通知》、《国家能源局综合司关于进一步做好可再生能源发展“十三五”规划编制工作的指导意见》),可再生能源消纳工作迫在眉睫。

为此,国家电网公司也已开展氢储能关键技术及其在新能源接入中的应用前期研究,积极建设氢储能系统实验研究平台,突破波动性新能源电解制氢技术的适应性问题,具备氢储能系统效率测试能力,为日后大规模可再生能源制氢的关键技术研究及应用提供理论基础。

氢储能可看作是一种化学储能的延伸,其基本原理就是将水电解得到氢气和氧气。以风电制氢储能技术为例,其核心思想是当风电充足但无法上网、需要弃风时,利用风电将水电解制成氢气(和氧气),将氢气储存起来;当需要电能时,将储存的氢气通过不同方式(内燃机、燃料电池或其他方式)转换为电能输送上网。

通常所指的氢储能系统是电-氢-电的循环,且不同于常规的锂电池、铅酸电池。其前端的电解水环节,多以功率(kW)计算容量,代表着氢储能系统的“充电”功率;后端的燃料电池环节,也以功率(kW)计算容量,代表着氢储能系统的“放电”功率;中间的储氢环节,多以氢气的体积(标准立方米Nm3)计算容量,如换算成电能容量,1Nm3氢气大约可产生1.25kWh电能,储氢环节的容量大小决定了氢储能系统可持续“充电”或“放电”的时长,所以如果想增加电能的储存容量,加大储氢罐的体积或压力即可。如果将氢储能技术用于储能领域(

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