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氢储能技术是未来的新能源储能主流?

日期:2023-12-05    来源:艾氢技术

国际氢能网

2023
12/05
15:32
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关键词: 固块氢技术 氢储能技术 氢能产业

氢储能具备规模大、周期长、跨季节储能等优点,逐渐受到大众的青睐,成为了“可再生能源+储能”的重要发展方向,也成为了各地政策中频繁出现的词汇。

本文将从氢储能技术的概念、优势、阻碍与对策四个方面进行分析,探讨氢储能成为新能源储能主流的可能性。

什么是氢储能?

氢储能技术是利用电力和氢能的互变性而发展起来的。氢储能既可以储电,又可以储氢及其衍生物(如氨、甲醇)。

狭义的氢储能是基于“电 ? 氢 ? 电”(Power-to-Power,P2P)的转换过程,主要包含电解槽、储氢罐和燃料电池等装置。利用低谷期富余的新能源电能进行电解水制氢,储存起来或供下游产业使用;在用电高峰期时,储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电并入公共电网。

广义的氢储能强调“电 ? 氢”单向转换,以气态、液态或固态等形式存储氢气(Power-to-Gas,P2G),或者转化为甲醇和氨气等化学衍生物(Power-to-X,P2X)进行更安全地储存。

氢储能在发电领域的优势?

氢储能与其他储能方式相比,在能量维度、时间维度和空间维度上具有突出优势,可在长时储能中发挥重要作用。

电化学储能不太适合长时间维度、大空间维度的储能:用锂电池夏天储电,冬天再用,成本上肯定不划算;西部发电,再把锂电池运到东部使用,更是不可能。

此时,与电化学储能在时间维度、空间维度互补性极强的氢能出场了。在用电低谷期时,可通过利用低谷期富余的新能源电能制氢,储存起来或者供下游产业使用;在用电高峰期时,储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电并入公共电网。

氢储能技术在发电领域应用

存在哪些阻碍?

01

生产成本

氢气的生产成本较高,目前主要通过蒸汽重整、水电解等方式生产,其中蒸汽重整法需要使用天然气等化石能源作为原料,而水电解法需要大量电能作为驱动力,由于生产成本问题,直接限制了氢储能技术的应用规模。

02

储存和运输

氢气在常温常压条件下是气体,体积较大,储存和运输过程中需要对氢气进行压缩,因此需要建立储氢设备和基础设施,包括压缩储氢和液态储氢设备、氢气管道、储运车辆等。这些设备和基础设施的建设和运维成本较高,限制了氢储能发电技术的应用范围。

03

安全风险

氢气具有高能性和易燃性,同时具有极高的能量密度,在含量4%~75%都会导致爆炸。由于储存和运输需要对氢气进行压缩,所以必然存在泄漏和安全风险。氢气泄漏不仅可能导致能源浪费,如果有明火还会导致火灾和严重的爆炸事故。所以目前氢气一般都在大型应用场景中比较常用,并且需要使用专业性的设备。

04

技术成熟度问题

虽然氢储能发电技术已经取得了一定的技术突破和应用进展,但相对于传统能源发电技术,如燃煤、天然气和核能等,氢储能发电技术仍处于相对较早期的阶段,技术成熟度相对较低。这意味着在实际应用中还需要进一步验证技术的可靠性、稳定性和经济性,仍然需要极高的投资。

艾氢固块储氢技术

如何打破氢储能发展瓶颈?

艾氢的固块储氢是将氢储存于固块氢化镁中,通过水合反应稳定释氢,释氢比可达15.2%。其产生的氢气是传统镁金属储氢制氢的2倍。一块长35mm宽35mm高18mm的固块氢化镁就能生成42升氢气。

01

降低成本

固块氢化镁常温常压下非常稳定,普通的密封桶就可以储存运输,包装只需防潮即可,从而精简运氢设施,无需大量特制的储氢罐,具有显著的成本优势。远低于高压氢与液态氢,仅为高压氢的17%,液态氢的11%左右。

02

方便储运

固态氢化镁良好的稳定性能使运输更为简易。同样体积下,固块氢的储氢密度是液态氢的1.6倍,是高压氢气的近3倍,运输效率提高。

03

安全稳定

固块氢化镁常温常压下非常稳定,相较于350-700个大气压的高压氢,固块氢化镁工作压力始终为1个大气压,无易燃易爆缺陷,储氢运氢更安全。

04

技术已成熟

固块氢技术」作为世界领先的储氢技术已经成熟,在便携、移动的场景下有独特的优势,将成为突破当前氢气储运瓶颈的有效途径。

氢能源相比其他能源虽然更加清洁、能量密度更大,但是在使用、运输的过程中也要面临十分巨大的安全风险,因此需要加强技术开发,解决当前的技术问题,并选择合理的场景开展使用,充分发挥氢能技术的优势。

发电领域应用氢储能技术具有较好的前景,能够满足偏远地区的用电问题,还能提升能源输送效率。但是依然要克服成本等问题,才能真正满足应用需要。

艾氢技术将抓住机会,更大限度地通过技术,提高效率和降低产业链成本,促进氢能产业乃至我国能源结构的改变。

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