氢能 储能「储能氢能」

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氢能成为我国双碳目标达成的支撑技术

2022年8月18日，科技部等九部门发布《科技支撑谈达峰碳中和实施方案（2022-2030年）》（下称《方案》）。

《方案》中提到，目标到2025年实现重点行业和领域的低碳关键核心技术重大突破，支撑国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%，单位GDP能源消耗比2020年下降13.5%；到2030年，要进一步研究突破一批碳中和前沿和颠覆性技术，支撑单位GDP二氧化碳排放比 2005年下降 65%以上。

《方案》中提到了十项重点任务。首先，要立足于以国内以煤炭为主体的资源禀赋，在抓好煤炭的高效清洁利用的前提下，保障国家能源安全并且降低碳排放，比如发展智能电网、更高效的新能源发电、储能、氢能等支撑技术。

2022年3月23日，国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》（以下简称《规划》）。

《规划》明确了氢的能源属性，是未来国家能源体系的组成部分，充分发挥氢能清洁低碳特点，推动交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。同时，明确氢能是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。

《规划》提出，到2025年，形成较为完善的氢能产业发展制度政策环境，产业创新能力显著提高，基本掌握核心技术和制造工艺，初步建立较为完整的供应链和产业体系。到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，产业布局合理有序，可再生能源制氢广泛应用，有力支撑碳达峰目标实现。到 2035年，形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。

2021年7月23日，国家发展改革委、国家能源局正式联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，氢能被明确纳入“新型储能”的范畴，意味着氢储能正在得到越来越多的关注和认可，成为储能技术发展的重要方向。

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氢能是储能的主要技术方向之一

2060年，中国达到碳中和时，煤电、气电、核电、水电、风电、光电、光热、分布式发电等能源是共存的状态，其中风电和光电发电量占比在50%左右，而基于化石能源的发电量占比将从70%下降到10%左右。

由于风力发电和光伏发电具有明显的波动性，所以储能必将成为未来能源发展的重点，而氢能则是储能领域的重要组成部分。

储能是通过介质和设备把特定的能源存起来，等到需要用的时候再拿出来。根据介质的不同，储能目前主要分为热储能、电储能和氢储能三大类。

截止2021年，全球储能市场装机功率累计达205.3 GW，其中抽水蓄能装机功率177.4 GW，占比86.42%；压缩空气储能装机功率1.86GW，占比0.91%；飞轮储能装机功率0.97GW，占比0.47%；电化学储能装机功率21.1 GW，占比10.30%；蓄热蓄冷储能装机功率3.88GW，占比1.89%。

在已装机的储能系统当中，抽水蓄能占比最高，其次是电化学储能，而氢储能占比很低，成规模应用的项目和案例较少，大多处于技术验证和示范应用阶段，但是未来发展前景非常广阔。

据国际氢能委员会预测，到2050年氢能将承担全球18%的能源需求。据中国工程院院士、中国工程院原副院长干勇预测，2050年氢能在我国终端能源体系占比约10%，2060年占比将达约15% ,成为我国能源战略的重要组成部分。

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氢储能将成为大规模储能的首选

在可再生能源高占比很高的电力系统中，弃风弃光的问题会随着风电、光伏装机总容量的不断增加而日益突出。

由于风电、光电出力的预测准确程度有限，其出力随机性会对电网造成一定冲击。氢储能系统可利用新能源出力富余的电能进行制氢，储存起来或供下游产业使用；当电力系统负荷增大时，储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电回馈电网，且此过程清洁高效、生产灵活。当前氢储能系统的关键技术主要包含制氢、储运氢和燃料电池技术3个方面。

氢储能技术是利用了电-氢-电互变性而发展起来的。其基本原理就是将水电解得到氢气和氧气。在可再生能源发电系统中，电力间歇产生和传输被限的现象常有发生，利用富余的、非高峰的或低质量的电力大规模制氢，将电能转化为氢能储存起来；在电力输出不足时利用氢气通过燃料电池或其它方式转换为电能输送上网。能够有效解决当前模式下的可再生能源发电并网问题，同时也可以将此过程中生产的氢气分配到交通、冶金等其他工业领域中直接利用，提高经济性。

中国科学院院士欧阳明高表示，氢能是集中式可再生能源大规模长周期储能的最佳途径。他认为，在能源利用的充分性方面，氢能大容量、长时间的储能模式对可再生电力的利用更充分；从规模储能经济性上看，固定式规模化储氢比电池储电的成本低一个数量级；与电池放电互补性上，氢能是一种大容量、长周期灵活能源；此外，氢能制运储方式灵活，有长罐拖车、管道输氢、长途输电结合当地制氢等方式。

在当前各种储能技术当中，抽水蓄能是大规模、大容量、长周期储能的首选，但是抽水蓄能大多选址在水利资源比较丰富的地方，而风电、光电等可再生能源发电主要集中在三北地区、高山地区以及海洋上，很难获得丰富的水利资源。而电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能等储能装置的容量普遍较小、投资成本高、使用寿命短，并非大容量、长周期储能的优选方案，氢储能则不受地域限制，具有大容量、存储时间长、不易衰减、以及使用灵活的特点，成为未来大规模储能的首选技术。

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重磅储能大会推动行业健康发展

据统计，截止2021年，中国电化学储能累计装机占比为11.8%，对应装机容量为5.12GW。

“十四五”期末，电化学储能累计投运规模预计将超过 60GW，新增装机量将超过55GW/110GWh，以配合新能源发电占比提升和十四五期间的双碳目标。

电化学储能产业将在未来几年迎来爆发式增长，并带动上下游产业链实现快速发展，助推我国储能产业大规模产业化。