我國儲能技術(shù)發(fā)展多路線并行，最終的技術(shù)使用取決于新型電力系統(tǒng)中多元化的儲能適用場景。如抽水蓄能，儲能容量大、效率高，在電網(wǎng)側(cè)進行削峰填谷優(yōu)勢突出。但一方面抽水蓄能僅適合在水資源相對豐富的東部地區(qū)展開，另一方面規(guī)模、地點不夠靈活，在發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)等仍需鋰電、氫儲能等進行補充。

一、氫儲能技術(shù)

氫儲能技術(shù)，就是將富余的電力用于制造可長期儲存的氫氣，然后在常規(guī)燃氣發(fā)電廠中燃燒氣體發(fā)電，或用燃料電池進行發(fā)電用于交通、熱電聯(lián)供等場景。

換句話說，就是利用富余的、非高峰的或低質(zhì)量的電力來大規(guī)模制氫，將電能轉(zhuǎn)化為氫能儲存起來，然后再在電力輸出不足時利用氫氣通過燃料電池或其它方式轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)，發(fā)揮電力調(diào)節(jié)的作用。

對氫儲能來說，其技術(shù)路徑豐富多樣，可實現(xiàn)多場景靈活應(yīng)用。如可采用固態(tài)儲氫制造儲氫模塊，用于戶用儲能；采用管道輸氫，實現(xiàn)西北邊遠地區(qū)、海上風(fēng)電等場景低成本電力外送；采用液氫、醇氨儲氫、鹽穴儲氫等，用于氫儲能電站大規(guī)?？缂緝δ艿?。

氫儲能技術(shù)環(huán)節(jié)分解示意圖

目前氫儲能一般可分為三個方向，即電-氫、電-氫-電、電-氫-其他能源，也就是說，電解制氫是氫儲能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭。

氫燃料電池能量轉(zhuǎn)化過程

氫儲能成本與收益受應(yīng)用場景、商業(yè)模式、并網(wǎng)離網(wǎng)使用情況、可再生能源及并網(wǎng)電價、地區(qū)用電消納情況等多維度因素影響，不同考慮情況下，成本不同。

相較于其他常規(guī)的儲能方式，氫儲能的存儲規(guī)模更大，最高可達百萬千瓦級；存儲時間也更長，可根據(jù)太陽能、風(fēng)能、水資源等產(chǎn)出差異實現(xiàn)季節(jié)性存儲，滿足長周期、大容量儲能要求。

二、氫在長時儲能技術(shù)中發(fā)揮的優(yōu)勢

效率是影響綜合用能成本的關(guān)鍵。對發(fā)電站配儲而言，儲能扎根于整體項目中，更似輔助作用。一方面因其可實現(xiàn)大規(guī)模存儲的特點，幫助將無法上網(wǎng)的、無法利用的“棄電”、“指標”利用起來，讓多數(shù)發(fā)電企業(yè)能從捆綁火電等的路徑中解放出來。二是其綜合成本更與發(fā)電成本掛鉤，隨著風(fēng)電、光伏等技術(shù)成本的快速下降，新疆內(nèi)蒙等地的光伏、風(fēng)電發(fā)電成本接近0.1元/kwh，如不算其他建設(shè)投入，考慮能量轉(zhuǎn)化損失，儲能部分發(fā)電成本不到0.2元/kwh，卻帶來了更多發(fā)電量的利用。

儲能技術(shù)分為熱儲能、電儲能和氫儲能。其中，抽水蓄能和電化學(xué)儲能是目前最常用的兩種方法，但兩者目前仍存在諸多問題。電化學(xué)儲能存在安全性較差、資源緊缺、實際有效的儲能效率較低、配儲時長短等問題；抽水蓄能存在水資源地理分配不均、投資回收期長等缺點。對比來看，氫儲能最大的優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)長時儲能。

電化學(xué)儲能和抽水儲能問題分析

不僅如此，氫儲能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的無碳能源存儲技術(shù)，還具有其他儲能技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢：

1.實現(xiàn)長時儲能

在新能源消納方面，氫儲能在放電時間(小時至季度) 和容量規(guī)模(百吉瓦級別)上的優(yōu)勢比其他儲能明顯。采用化學(xué)鏈儲氫，氫能以化學(xué)鏈的形式儲存，轉(zhuǎn)化效率可達到約 70%，儲能時長可以年計，采用固態(tài)儲氫、有機液態(tài)儲氫等方式，儲能時長可按月計。

2.突破地理限制，實現(xiàn)生態(tài)保護

相較于抽水蓄能和壓縮空氣儲能等大規(guī)模儲能技術(shù)，氫儲能不需要特定的地理條件且不會破環(huán)生態(tài)環(huán)境。

3.規(guī)模儲能經(jīng)濟性強

隨著儲能時間的增加，儲能系統(tǒng)的邊際價值下降，可負擔的總成本也將下降，規(guī)?；瘍浔葍﹄姷某杀疽鸵粋€數(shù)量級。

4.儲運方式靈活

氫儲能可采用長管拖車、管道輸氫、天然氣摻氫、特高壓輸電-受端制氫和液氨等方式,不受輸配電網(wǎng)絡(luò)的限制，從而實現(xiàn)大規(guī)模、跨區(qū)域調(diào)峰。

5.液態(tài)氫能量密度大

液態(tài)氫能量密度為143MJ/kg，可折算為 40kWh.kg，約為汽油、柴油、天然氣的 2.7 倍、電化學(xué)儲能(根據(jù)種類不同，在 100~240Wh/kg) 的百倍，氫儲能是少有的能夠儲存百 GWh 以上的方式。

簡而言之，氫儲能可以做到跨區(qū)域、長時間儲能，實現(xiàn)季節(jié)性失衡下所需的電力容量或時間跨度，成為解決棄風(fēng)、棄光、棄水問題的重要途徑，保障未來高比例可再生能源體系的安全穩(wěn)定運行，在長時儲能方面能夠發(fā)揮的優(yōu)勢不容小覷。

三、儲能技術(shù)，氫氨一體化

1.氫氨一體化是什么？

氫氨一體化將可再生能源電解水產(chǎn)生的綠色氫氣作為原料氣參與合成氨反應(yīng)，降低了合成氨工業(yè)的碳排放。

由中能建氫能公司研發(fā)-投資-建設(shè)-運營一體化開發(fā)的松原綠色氫氨一體化項目是國內(nèi)首批規(guī)?；G色氫基化工項目，計劃年產(chǎn)綠色合成氨60萬噸，一期建設(shè)20萬噸級柔性合成氨裝置。該項目計劃采用國際領(lǐng)先的柔性合成氨、超輕度并網(wǎng)技術(shù)和新能源發(fā)電自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式，實現(xiàn)了適應(yīng)風(fēng)光不穩(wěn)定條件、滿足日調(diào)節(jié)的多穩(wěn)態(tài)柔性綠氨，顯著提升復(fù)雜工況條件下的綠氨運行安全性、工藝魯棒性和運營經(jīng)濟性，大幅度降低電解水制綠氫和合成氨成本。項目對完善氫能產(chǎn)業(yè)鏈，推進可再生能源制氫規(guī)?；?yīng)基地和多元化綠色氫基化工示范基地建設(shè)，實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要意義。

2.氫氨一體化有什么作用？

在下游，合成得到的氨可作為原料，用來制造氮肥和硝酸、銨鹽和氰化物等無機化合物和各種胺和磺胺等有機化合物。同時，氨也可作為氫能運輸?shù)妮d體。目前氫儲運技術(shù)尚未解決能效性、安全性等問題，而且廣泛采用的高壓氫氣運輸存在儲氫密度低、壓縮能耗高等問題，無法大規(guī)模遠距離運輸。這時，便需要氨了。

氫的沸點低至-253 ℃，而氨的沸點為-33.36℃，這使得氨與氫相比更易液化，液化成本也更低。氫屬于極端易燃物質(zhì)，而氨不易燃，這使得氨與氫相比安全性更高，便于工業(yè)運輸。氨也具有較高的熱容量，可以幫助控制儲存溫度，從而減少儲存成本。其不易燃，易液化、易儲存、便運輸?shù)葍?yōu)點，使其成為了綠氫利用的重要載體；其更高的安全性、更可靠的儲存能力、更低的成本，使其成為了更安全的可持續(xù)性氫儲運方式。

氨能利用分為傳統(tǒng)行業(yè)和新能源行業(yè)兩種。氨能在化肥、軍工、環(huán)保、制冷等傳統(tǒng)行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，是關(guān)乎國計民生的基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)。近年來，在氨制氫、氨燃料電池、氨內(nèi)燃機/燃氣輪機等新能源領(lǐng)域，氨能利用迅速發(fā)展，用于實現(xiàn)氫能終端、氨能發(fā)電、氨能燃料等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的無碳排放。

隨著3060雙碳目標的實施與推進，我國走綠色低碳發(fā)展道路已成為大勢所趨，從長遠來看也預(yù)示著長時儲能的勢頭仍將十分強勁，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將迎來新的機遇。