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氫儲(chǔ)能技術(shù)路線圖譜
新能源+氫儲(chǔ)能,可以利用可再生資源特別是“棄風(fēng)棄光”進(jìn)行電解水制氫,再用氫氣發(fā)電,包括燃料電池發(fā)電上網(wǎng)和氫燃料電池汽車等在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。
相比電化學(xué)儲(chǔ)能,氫儲(chǔ)能更加高效。氫儲(chǔ)能適用于長(zhǎng)時(shí)間、跨區(qū)域、靈活應(yīng)對(duì)可再生能源季節(jié)性波動(dòng)的儲(chǔ)能場(chǎng)景,是少有的能夠儲(chǔ)存上百千瓦時(shí)以上的儲(chǔ)能形式。
氫儲(chǔ)能技術(shù)可以在多個(gè)儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,使得它具有更豐富的商業(yè)化路徑和應(yīng)用場(chǎng)景。這也讓氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)更具想象空間。
01
氫儲(chǔ)能技術(shù)路線圖
氫儲(chǔ)能的發(fā)展,需要從制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、發(fā)電等方面整體規(guī)劃, 在關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)一步突破。
電解水制氫是一種清潔的制氫方式。目前主要是堿性水電解(AE)、質(zhì)子交換膜水電解(PEM)、陰離子交換膜水電解(AEM)以及固體氧化物水電解(SOE)四種技術(shù)路線。堿性水電解與PEM的產(chǎn)業(yè)化程度相對(duì)較高,前者技術(shù)成熟、成本低,但快速啟動(dòng)與變載能力相對(duì)較差;后者效率高,運(yùn)行靈活,與風(fēng)電、光伏的適配性更佳,但當(dāng)前成本仍較高。
△水電解制氫儲(chǔ)能原理
圖源:葉明哲工作室
電解水制氫系統(tǒng)由電解槽、輔助系統(tǒng)組成。電解槽是電解反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所,輔助系統(tǒng)則包括電力轉(zhuǎn)換、水循環(huán)、氣體分離、氣體提純等模塊。從成本構(gòu)成來(lái)看,電解槽在制氫系統(tǒng)總成本中的占比約為40%-50%,此外電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)以及氫氣收集系統(tǒng)也在總成本中占據(jù)較高的比例。
圖源:IRENNA、東北證券
氫儲(chǔ)能技術(shù)路線圖如下:
02
氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)圖譜
氫儲(chǔ)能技術(shù)可以在多個(gè)儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,使得它具有更豐富的商業(yè)化路徑和應(yīng)用場(chǎng)景。
氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈,可大致分為制氫、儲(chǔ)運(yùn)以及應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。
展開 可再生能源電解水制氫儲(chǔ)能應(yīng)用前景廣闊
2017年,楊衛(wèi)華等人針對(duì)不同應(yīng)用規(guī)模下風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),提出需結(jié)合系統(tǒng)建設(shè)地點(diǎn)氣候環(huán)境,考慮風(fēng)機(jī)、光伏面板參數(shù)特性合理分配容量才可以最大化風(fēng)光資源利用率。
2018年,蔣康樂提出了一種風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合制氫系統(tǒng)的環(huán)境效益評(píng)價(jià)方法,認(rèn)為風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合制氫系統(tǒng)在不同地區(qū)的利用對(duì)光照和風(fēng)力資源曲線的重視度不同。
2019年,陳建明等人分析了應(yīng)用氫儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)解決能源發(fā)展中棄風(fēng)棄光問(wèn)題的可行性,提出可再生能源制氫儲(chǔ)能技術(shù)可最大程度避免能源浪費(fèi),風(fēng)光互補(bǔ)制氫系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)研究對(duì)我國(guó)能源清潔化轉(zhuǎn)型及脫碳減排進(jìn)程具有極大促進(jìn)作用。
總體來(lái)看,多能互補(bǔ)耦合發(fā)電制氫將會(huì)是氫儲(chǔ)能領(lǐng)域的未來(lái)趨勢(shì),相關(guān)學(xué)者應(yīng)深入研究,探索并推廣更低成本的風(fēng)光互補(bǔ)制氫技術(shù),促進(jìn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程,保障國(guó)家能源安全。
結(jié)論與期望
氫能源是未來(lái)可以同時(shí)解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的綠色能源,是未來(lái)能源的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)風(fēng)光等可再生能源電解水制氫儲(chǔ)能可以極大地提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性,且?guī)缀鯚o(wú)污染排放,是一種應(yīng)用前景廣闊的儲(chǔ)能形式。
本文通過(guò)對(duì)電解制氫技術(shù)及典型可再生能源制氫技術(shù)進(jìn)行了深入分析及綜述,分析得出目前我國(guó)可再生能源制氫技術(shù)處于加速發(fā)展階段,但相較德國(guó)、日本等國(guó)家,我國(guó)可再生能源制氫技術(shù)仍面臨諸多屏障,如光伏、風(fēng)電制氫系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、光伏面板轉(zhuǎn)換效率、抗風(fēng)電大范圍擾動(dòng)的電解槽設(shè)計(jì)技術(shù)、更高安全性的儲(chǔ)氫設(shè)備等有待進(jìn)一步突破。
展開 氫:儲(chǔ)能的未來(lái)?
歐盟、中國(guó)和澳大利亞等多國(guó)政府都已開始提供強(qiáng)有力的政策支持,一邊提高碳價(jià),一邊為開發(fā)綠色氫提供資助。主流投行也看好氫能開發(fā)。
美銀美林認(rèn)為,氫可以滿足全球能源需求,為汽車提供燃料、為家庭供暖,并幫助應(yīng)對(duì)氣候變化,比光伏更能作為“全球新能源的希望”;預(yù)計(jì)到2050年,市場(chǎng)份額將猛增6倍,產(chǎn)生2.5萬(wàn)億美元的直接收入,間接基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)潛力高達(dá)11萬(wàn)億美元。
匯豐直言2020年代屬于氫能源,預(yù)計(jì)到2030年總安裝電解器容量126GW,供應(yīng)1500萬(wàn)噸綠氫(實(shí)現(xiàn)2018年全球純氫需求22%增長(zhǎng));預(yù)計(jì)2050年前氫能需求以6.4%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng),到2050年氫能占全球能源需求的18%,歐盟計(jì)劃未來(lái)10年投資240億至420億歐元安裝氫電解槽。
摩根大通稱,煉油、氨氣、鋼鐵和重型車輛等行業(yè)將引領(lǐng)氫過(guò)渡,發(fā)展速度更快且成本更低,氫目前在供熱、水泥生產(chǎn)和發(fā)電等領(lǐng)域滯后。電網(wǎng)規(guī)模的氫儲(chǔ)能仍比其他儲(chǔ)能方案昂貴,氫燃料電池的成本需降低約45%才能與內(nèi)燃機(jī)競(jìng)爭(zhēng)。但該行對(duì)綠色氫能降低成本持有積極態(tài)度,如果碳捕集政策支持,使用天然氣生產(chǎn)并捕集碳排放的“藍(lán)色”氫能在2030年前仍將保持成本競(jìng)爭(zhēng)力。
來(lái)源:華爾街見聞
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展開 電力“國(guó)家隊(duì)”看好哪些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)?
項(xiàng)目總投資5000萬(wàn)元,占地10畝,容量1WM的分布式氫能綜合利用站是國(guó)內(nèi)第一個(gè)兆瓦級(jí)氫能源儲(chǔ)能電站。據(jù)了解,其運(yùn)營(yíng)模式是在7、8、9月電網(wǎng)高峰期發(fā)電削峰,其余月份售氫,銷售收入為參與調(diào)峰時(shí)的售電收入加上售氫收入。
由全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院和國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司共同研發(fā)的百千瓦級(jí)氫利用系統(tǒng)裝備及管控技術(shù)成果,將在浙江臺(tái)州大陳島氫利用工程進(jìn)行示范應(yīng)用。示范工程制氫與發(fā)電功率100千瓦,儲(chǔ)氫容量200立方米(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),供電時(shí)長(zhǎng)逾2小時(shí),“制氫—燃料電池?zé)犭姎饴?lián)供”全系統(tǒng)綜合能效超過(guò)72%。項(xiàng)目近期將進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。
參考資料
朱凱.“釩電池”加入儲(chǔ)能序列!關(guān)乎國(guó)家能源安全,前景有多廣?.證券時(shí)報(bào),2022-01-28.
魏子敬.熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)在供熱領(lǐng)域的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2022,12(2)
趙冉.趨勢(shì)|陳海生:壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展未來(lái)可期.中國(guó)電業(yè)與能源,2022-01-10
李娜,李志遠(yuǎn),王楠,孫翔.氫儲(chǔ)能調(diào)峰站發(fā)展路徑探索研究[J].中國(guó)能源,2021,(1)
楊林,王含, 李曉蒙, 趙釗, 左元杰, 劉雨佳, 劉赟.鐵-鉻液流電池250 kW/1.5 MWh示范電站建設(shè)案例分析[J].儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù),2020,9(3).
文章來(lái)源:南方能源觀察
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展開 
氫能與儲(chǔ)能耦合發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
因此,工業(yè)供熱也是綠氫的一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景。
2023
氫能和儲(chǔ)能的共性關(guān)鍵技術(shù)
抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能(包括液化空氣儲(chǔ)能)以及氫儲(chǔ)能是具備大規(guī)模儲(chǔ)能能力的儲(chǔ)能技術(shù)。抽水蓄能電站受到地理?xiàng)l件的限制較為苛刻,并且我國(guó)可再生能源資源集中的地區(qū)往往其水資源也比較有限,無(wú)法滿足抽水蓄能電站的建設(shè)需求,因此,我國(guó)抽水蓄能的發(fā)展?jié)摿⒉粩鄿p小。壓縮空氣儲(chǔ)能與氫儲(chǔ)能的儲(chǔ)能容量大、壽命長(zhǎng),隨著其技術(shù)的進(jìn)步和完善,具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿15-16]。現(xiàn)階段,壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)較為成熟,我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能的示范項(xiàng)目也正在不斷布局。氫儲(chǔ)能,尤其氫液化工藝與壓縮空氣儲(chǔ)能(包括液化空氣儲(chǔ)能)工藝具有較好的耦合性,耦合工藝可以進(jìn)行能量的梯次利用以提高聯(lián)合工藝的整體能效,如圖 5 所示。此外,這兩類儲(chǔ)能技術(shù)具有相同的關(guān)鍵設(shè)備,如壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、換熱器等,如表 3 所示。因此可以進(jìn)行協(xié)同研發(fā)攻關(guān),形成互相促進(jìn)的產(chǎn)業(yè)格局
壓縮空氣儲(chǔ)能與氫儲(chǔ)能(地下儲(chǔ)氫)的建設(shè)條件也具有高度相似之處。壓縮空氣儲(chǔ)能是利用電能將空氣壓縮至高壓并存儲(chǔ)在地下洞穴(高氣密性的巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等)或壓力容器中[17]。國(guó)外也已開展利用地下洞穴進(jìn)行氫氣儲(chǔ)存的研究,壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)相對(duì)成熟,其在地質(zhì)勘探、洞穴密封性、環(huán)境保護(hù)等方面可作為發(fā)展地下儲(chǔ)氫的重要借鑒[18-19]。
展開 Energy:具有電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能潛力的錳氫電池
目前二次電池的種類主要有鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池和液態(tài)金屬電池等,這些電池都具有在大規(guī)模儲(chǔ)能器件上的應(yīng)用潛力。但是,這些二次電池也面臨許多需要迫切解決的問(wèn)題,如:成本較高、循環(huán)壽命短、安全性能差等問(wèn)題。Mn-H二次電池具有環(huán)保、成本低和電極材料儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn),可以極大的縮短二次電池在大規(guī)模應(yīng)用上的問(wèn)題。因此,本文研究了不同類型的Mn-H電池的儲(chǔ)能特點(diǎn)。
【成果簡(jiǎn)介】
近日,美國(guó)斯坦福大學(xué)的崔屹(通訊作者)等人,研發(fā)出一種新型的Mn-H二次電池。在兩電極反應(yīng)中,電池的正極是可溶的Mn2+和固態(tài)MnO2,負(fù)極材料是循環(huán)的H2和H2O。其中,H2和H2O是通過(guò)析氫和氧化的催化反應(yīng)獲得。這個(gè)電池的放電電壓是~1.3 V,循環(huán)10000圈后容量沒有衰減。在4 M MnSO4電解液中,電池的質(zhì)量能量密度為~139 Wh kg-1,體能量密度為~210 Wh l-1。Mn-H電池是價(jià)格低、原料豐富,并且具有大規(guī)模應(yīng)用潛力的儲(chǔ)能設(shè)備。相關(guān)成果以“A manganese–hydrogen battery with potential for grid-scale energy storage”為題發(fā)表在Nature Energy上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖 1 M-H電池的模擬示意圖
(a)M-H電池充放電模型示意圖;
(b)完全充放電過(guò)程中,Mn2+在電解液中的濃度變化的模擬譜圖。
圖 2 “Swagelok型”M-H電池的電化學(xué)性能圖
(a)1 M MnSO4和0.05 M H2SO4電解液中,前10圈的放電曲線圖;
(b)不同電流密度下,電池的放電曲線圖;
(c)電池的倍率性能圖;
(d)電池的循環(huán)性能圖。
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綠色制氫,活力儲(chǔ)能
隨著可再生能源產(chǎn)量的增加,人們對(duì)質(zhì)子交換膜水電解作為一種可行的產(chǎn)氫儲(chǔ)能解決方案產(chǎn)生興趣。為優(yōu)化和改進(jìn)質(zhì)子交換膜(PEM)單元,國(guó)家項(xiàng)目ENHIGMA使用Ansys Fluent作為基礎(chǔ)工具來(lái)仿真這些單元中的流場(chǎng),仿真結(jié)果將有助于制造出更具成本優(yōu)勢(shì)且更高效耐用的未來(lái)PEM電解槽。
改良配方,照亮環(huán)保新夜空
讓煙火表演更加炫麗的秘訣是什么?利用仿真技術(shù)減少煙火的煙霧量,讓煙火表演比以往更璀璨、更熱烈。Mitsuo Koshi是一位備受尊重的化學(xué)動(dòng)力學(xué)家和煙火比賽裁判,他解決了這個(gè)問(wèn)題。
ANSYS系列直播錄播
ANSYS官方聯(lián)合技術(shù)鄰,為了配合ANSYS 2020 R1新品發(fā)布會(huì),同時(shí)為了讓廣大用戶深入了解此次新版本功能,便于大家學(xué)到最新的仿真技術(shù)在前沿行業(yè)的應(yīng)用,精心打造了30天網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)計(jì)劃。
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展開 儲(chǔ)能電力安全監(jiān)管,傳感器來(lái)助力
有關(guān)電力企業(yè)需要定期檢查本單位投資和運(yùn)維的電化學(xué)儲(chǔ)能電站的運(yùn)行工況,評(píng)估電池系統(tǒng)健康狀態(tài),規(guī)范檢查可燃?xì)怏w探測(cè)裝置、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防設(shè)施的可靠性,排查電站與周邊設(shè)施和人員的安全距離,并完善應(yīng)急消防措施
此外,電力企業(yè)需要掌握高參數(shù)大容量火電機(jī)組、第三代核電機(jī)組、大型水電站、千瓦級(jí)海上風(fēng)電、海上光伏、新型儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)熱、光熱發(fā)電、能源綜合利用項(xiàng)目等的運(yùn)行機(jī)理。為確保安全運(yùn)營(yíng),各電力企業(yè)應(yīng)強(qiáng)化底線思維和極限思維,加強(qiáng)安全應(yīng)急管理工作,建立健全應(yīng)急預(yù)案體系,針對(duì)可能發(fā)生的人身事故、設(shè)備事故及自然災(zāi)害等場(chǎng)景進(jìn)行預(yù)想,并完善各類突發(fā)事件應(yīng)對(duì)處置措施,提高預(yù)案方案的針對(duì)性和可操作性。按計(jì)劃開展實(shí)戰(zhàn)演練,以檢驗(yàn)應(yīng)急隊(duì)伍的快速響應(yīng)和管控處置能力。加強(qiáng)應(yīng)急值守,在迎峰度夏、主汛期、發(fā)布災(zāi)害預(yù)警后等重要時(shí)段,安排精干力量在崗值班和帶班,及時(shí)掌握突發(fā)事件情況,快速傳達(dá)指令命令,切實(shí)發(fā)揮運(yùn)轉(zhuǎn)中樞的作用。此外,加強(qiáng)電力安全信息報(bào)送工作,嚴(yán)格按照規(guī)定要求,及時(shí)、準(zhǔn)確、全面報(bào)送突發(fā)事件信息,杜絕遲報(bào)、漏報(bào)、瞞報(bào)現(xiàn)象。
事實(shí)上,在儲(chǔ)能安全領(lǐng)域,我國(guó)已經(jīng)制定了國(guó)標(biāo)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》(GB/T 42288-2022),并已于今年7月1日起正式施行。近日,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電力儲(chǔ)能系統(tǒng) 并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全通用規(guī)范》征求意見。后續(xù)更有一批安全標(biāo)準(zhǔn),如電化學(xué)儲(chǔ)能電站生產(chǎn)安全預(yù)案編制導(dǎo)則(GB/T 42312-2023)、電化學(xué)儲(chǔ)能電站應(yīng)急演練規(guī)程(GB/T 42317-2023)、電化學(xué)儲(chǔ)能電站危險(xiǎn)源辨識(shí)技術(shù)導(dǎo)則(GB/T 42314-2023)以及電化學(xué)儲(chǔ)能電站檢修規(guī)程(GB/T 42315-2023)將實(shí)施。
根據(jù)不同的儲(chǔ)能介質(zhì)和技術(shù)路徑,儲(chǔ)能主要可以被歸類為五大類:機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能。
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溫州市交運(yùn)集團(tuán)為亞運(yùn)會(huì)特別新增2條氫能源專線,將有10輛氫燃料電池汽車投入使用。
圖 | 溫州雙嶼加氫站
杭州亞運(yùn)低碳?xì)淠苁痉豆こ涛挥阱X塘區(qū)杭州大江東產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)格力電器(杭州)有限公司產(chǎn)業(yè)園內(nèi),屬于國(guó)內(nèi)首個(gè)集氫電耦合、柔性直流、多能互補(bǔ)于一體的零碳綠色示范工程。園區(qū)利用日間高峰時(shí)段產(chǎn)生的光伏電和夜間谷電進(jìn)行電解水制氫,每小時(shí)可制氫約200標(biāo)方,每天最大供氫量可達(dá)200公斤,純化后的高純氫氣進(jìn)行增壓存儲(chǔ)。工程制備的氧氣,通過(guò)增壓機(jī)接入氧氣管網(wǎng),可供生產(chǎn)車間焊接使用,實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的電、熱和氫的清潔能源供應(yīng)。
圖 | 杭州亞運(yùn)低碳?xì)淠苁痉豆こ?「氫」動(dòng)中國(guó)體育事業(yè),一份綠色保障
實(shí)際上,杭州亞運(yùn)會(huì)并非中國(guó)體育事業(yè)首次利用氫能等綠色能源。在2022年冬奧會(huì)舉辦期間,用于賽事服務(wù)的客運(yùn)車輛基本使用清潔能源,在各賽區(qū)推廣新能源汽車,積極推動(dòng)符合相關(guān)車型目錄氫燃料車輛的示范應(yīng)用;建設(shè)配套的充電設(shè)施和加氫站等,滿足賽區(qū)新能源車輛運(yùn)行需求;賽區(qū)物流配送及城市配送保障車輛應(yīng)采用新能源汽車或者符合國(guó)六b排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車。有11座制氫廠投入到氫能保供當(dāng)中,不少于350輛氫氣槽罐車來(lái)往于制氫廠與加氫站、賽事場(chǎng)館之間,同時(shí)有不少于1284輛不同類型的燃料電池汽車投入到賽事服務(wù)當(dāng)中。
來(lái)源:中國(guó)氫能聯(lián)盟
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氫能迎來(lái)“10年黃金發(fā)展期”,關(guān)鍵問(wèn)題解決了嗎?
氫能正快速向多領(lǐng)域滲透
《報(bào)告》表示,隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展,逐步明確氫的能源屬性,氫能應(yīng)用從化工原料向交通、建筑及能源領(lǐng)域快速滲透,未來(lái)氫能技術(shù)將有望在氫冶金、綠氫化工、氫儲(chǔ)能等領(lǐng)域得到全面應(yīng)用。
其中,交通是氫能應(yīng)用的“先導(dǎo)領(lǐng)域”。《報(bào)告》顯示,經(jīng)過(guò)全球范圍內(nèi)近30年的持續(xù)研發(fā),當(dāng)前,燃料電池在能量效率、功率密度、低溫啟動(dòng)等方面已取得突破性進(jìn)展,新一輪的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化浪潮正在迫近。截至2022年底,全球已累計(jì)推廣燃料電池汽車72000余輛,集中于歐盟、東亞和北美市場(chǎng),氫能船舶和無(wú)人機(jī)等技術(shù)的研發(fā)試驗(yàn)工作也在快速推進(jìn)。
在交通應(yīng)用快速推廣的帶動(dòng)下,加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的浪潮也不斷席卷全球。根據(jù)《報(bào)告》,截至2022年底,全球共建成加氫站1024座,主要分布于中國(guó)、日本、德國(guó)、美國(guó)和韓國(guó),站內(nèi)電解水制氫技術(shù)在歐洲加氫站得到廣泛采用。根據(jù)各國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略預(yù)測(cè),到2030年全球加氫站數(shù)量將超過(guò)4500座,全球主要經(jīng)濟(jì)體將形成多元化、網(wǎng)絡(luò)化的氫能基礎(chǔ)設(shè)施體系。
與此同時(shí),隨著電解水制“綠氫”的發(fā)展與氫能多樣化應(yīng)用的融合,預(yù)計(jì)到2030年,電力多元化轉(zhuǎn)換總裝機(jī)將超過(guò)1100萬(wàn)千瓦。中石化銷售公司首席專家表示,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)總體向好,產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,與國(guó)際先進(jìn)水平差距也在逐步縮小,國(guó)內(nèi)外合作也在進(jìn)一步加強(qiáng)。截至2022年,我國(guó)已經(jīng)有30個(gè)省級(jí)行政區(qū)將氫能發(fā)展納入“十四五”規(guī)劃,全國(guó)已建成或規(guī)劃在建的可再生能源制氫已經(jīng)到410萬(wàn)噸每年,氫能相關(guān)企業(yè)8800多家。
展開 上海嘉定發(fā)布2.0版汽車“新四化”政策,到2025年氫能全產(chǎn)業(yè)鏈將突破千億元
實(shí)際上,作為上海國(guó)際汽車城,嘉定在氫燃料電池和氫能的布局上一直較為領(lǐng)先。2019年6月,位于安亭鎮(zhèn)環(huán)同濟(jì)片區(qū)的嘉定氫能港揭牌成立,成為唯一一個(gè)以氫能產(chǎn)業(yè)為特色的高科技園區(qū),目前已經(jīng)集聚了長(zhǎng)城汽車、捷氫科技、佛吉亞、堀場(chǎng)儀器、初斟智能、國(guó)家級(jí)氫能與燃料電池檢測(cè)基地等20多家行業(yè)頭部企業(yè),步具備較為完整的全生態(tài)產(chǎn)業(yè)配套要素。
圖片來(lái)源:嘉定區(qū)融媒體
在此次發(fā)布會(huì)上,新一批汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”項(xiàng)目集中簽約落地,總投資額超過(guò)37億元,涵蓋了氫儲(chǔ)能發(fā)電、燃料電池電堆、新能源汽車電控電機(jī)、車規(guī)級(jí)芯片、智能傳感器、汽車自動(dòng)化生產(chǎn)等領(lǐng)域,新項(xiàng)目的落地也將為嘉定汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展再添新動(dòng)能。
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展開 海外需求大爆發(fā),復(fù)盤國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能進(jìn)展
歐洲戶儲(chǔ)爆發(fā),國(guó)內(nèi)大儲(chǔ)躍躍欲試,儲(chǔ)能全面爆發(fā)時(shí)代已至。
傳統(tǒng)能源時(shí)代,煤電是發(fā)電主力,且煤電具有可控性,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定調(diào)節(jié),所以儲(chǔ)能的重要性并沒有顯現(xiàn)。
但未來(lái)是新能源發(fā)電的時(shí)代,且由于風(fēng)光發(fā)電具有天然的不穩(wěn)定的,所以自然造就了對(duì)儲(chǔ)能的需求。與此同時(shí),儲(chǔ)能的發(fā)展進(jìn)程也反過(guò)來(lái)對(duì)新能源發(fā)電的進(jìn)展形成了制約。
今天見智研究(公眾號(hào):見智研究Pro)就和大家聊聊儲(chǔ)能及其進(jìn)展情況。
電化學(xué)儲(chǔ)能是重點(diǎn)發(fā)展方向
儲(chǔ)能如果按照存儲(chǔ)方式不同進(jìn)行分類大致可分為:電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能。
電儲(chǔ)能主要包括機(jī)械類儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。機(jī)械類儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪蓄能等;電化學(xué)儲(chǔ)能包括鋰離子電池、鈉硫電池、釩液流電池、鉛蓄電池等。
(華創(chuàng)證券)
在各種儲(chǔ)能類型中,抽水蓄能一直是我國(guó)儲(chǔ)能的主導(dǎo)者,具備技術(shù)成熟、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),但由于其受地理?xiàng)l件的限制、以及能量密度低等缺點(diǎn),占比在逐步下降。
而后來(lái)居上的,就是電化學(xué)儲(chǔ)能,也是市場(chǎng)關(guān)注的最重要的儲(chǔ)能方向。
2021年抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比首次低于90%,同比下降4%,而電化學(xué)儲(chǔ)能占比逐年提升占比接近10%,而電化學(xué)儲(chǔ)能的結(jié)構(gòu)里面又以鋰離子電池為主,占電化學(xué)儲(chǔ)能比列約90%。
現(xiàn)在市場(chǎng)上電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)用的最多的還是磷酸鐵鋰,但是技術(shù)路線可以說(shuō)已經(jīng)開始百花齊放了、如鈉離子電池、釩電池儲(chǔ)能等等進(jìn)展也比較快,以后也可能出現(xiàn)其他的新技術(shù),當(dāng)然每種路線都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),今天我們就不具體展開說(shuō)。
歐洲戶儲(chǔ)爆發(fā)
榮登今年光伏最熱賽道榜
從電力系統(tǒng)的角度看,儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景分為發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能和用電側(cè)儲(chǔ)能。
在發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的功能主要是調(diào)峰、調(diào)頻、可再生能源并網(wǎng)、緩解電網(wǎng)阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容升級(jí)等。
展開 國(guó)內(nèi)最大電化學(xué)儲(chǔ)能電站全容量并網(wǎng)!儲(chǔ)能未來(lái)復(fù)合增速為103%!
中國(guó)第一個(gè)
「MW級(jí)氫能電站」
去年7月,國(guó)內(nèi)首座兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站在安徽六安投運(yùn),標(biāo)志著我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)制氫-儲(chǔ)氫-氫能發(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通。
該示范站位于安徽省六安市金安區(qū)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),額定裝機(jī)容量1MW,占地面積超7000㎡,主要配備兆瓦級(jí)質(zhì)子交換膜制氫系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和熱電聯(lián)供系統(tǒng)、風(fēng)光可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、配電綜合樓等,是國(guó)內(nèi)首次對(duì)具有全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)“制、儲(chǔ)、發(fā)”氫能技術(shù)的全面驗(yàn)證和工程應(yīng)用。
安徽六安示范站采用先進(jìn)的質(zhì)子交換膜水電解制氫技術(shù),清潔零碳,年制氫可達(dá)70余萬(wàn)標(biāo)立方、氫發(fā)電73萬(wàn)KWh
,是我國(guó)最大的氫儲(chǔ)能裝機(jī)項(xiàng)目,對(duì)于推動(dòng)氫能研究應(yīng)用、服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要的示范引領(lǐng)作用。所制氫氣可在氫燃料電池車、氫能煉鋼、綠氫化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,氫能發(fā)電可用于區(qū)域電網(wǎng) 調(diào)峰需求,將夜間‘低谷’電力轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存起來(lái),代替火力在用電高峰時(shí)發(fā)出,具有巨大的節(jié)能效益。
中國(guó)第一個(gè)「飛輪儲(chǔ)能+百萬(wàn)機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目」
2016年6月30日,國(guó)內(nèi)首個(gè)“飛輪儲(chǔ)能+百萬(wàn)千瓦級(jí)中間二次再熱火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻”項(xiàng)目在華能萊蕪電廠正式投運(yùn),標(biāo)志著我國(guó)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)取得突破進(jìn)展,填補(bǔ)了我國(guó)飛輪儲(chǔ)能+百萬(wàn)機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)應(yīng)用方面的空白。
華能萊蕪電廠兩臺(tái)百萬(wàn)二次中間再熱煤電機(jī)組是世界上首批應(yīng)用二次中間再熱技術(shù)的百萬(wàn)千瓦級(jí)火電機(jī)組,具有高參數(shù)、大容量、低能耗等特點(diǎn),但由于機(jī)組自身特性的制約,其一次調(diào)頻響應(yīng)能力不足。
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