在新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，在碳中和這一人類(lèi)社會(huì)共同的目標(biāo)下，可再生能源如風(fēng)電、光伏等成為發(fā)展的主要方向。而氫能不僅可以作為清潔零碳的新能源，還可以作為儲(chǔ)能載體，以解決可再生能源的波動(dòng)性和間歇性引發(fā)的發(fā)電、用電匹配失衡等問(wèn)題，維持電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。
氫儲(chǔ)能的定義
氫儲(chǔ)能分為狹義氫儲(chǔ)能和廣義氫儲(chǔ)能兩種。
狹義上，是基于“電 ? 氫 ? 電”的轉(zhuǎn)換過(guò)程，利用富余的、非高峰的或低質(zhì)量的電力來(lái)大規(guī)模制氫，將電能轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存起來(lái)或供下游產(chǎn)業(yè)使用；在用電高峰時(shí)利用氫氣通過(guò)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。

廣義上，氫儲(chǔ)能強(qiáng)調(diào)“電 ? 氫”單向轉(zhuǎn)換，將儲(chǔ)存的氫氣應(yīng)用于交通、鋼鐵領(lǐng)域，或者轉(zhuǎn)化為甲醇和氨氣等化學(xué)衍生物，不再?gòu)男律暇W(wǎng)發(fā)電。廣義氫儲(chǔ)能沒(méi)有二次能量轉(zhuǎn)換，整體效率更高，經(jīng)濟(jì)性更好。

氫儲(chǔ)能系統(tǒng)組成

氫儲(chǔ)能系統(tǒng)包括制儲(chǔ)氫系統(tǒng)、氫運(yùn)輸系統(tǒng)和氫發(fā)電利用系統(tǒng)，氫能產(chǎn)業(yè)鏈和發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合，提升電網(wǎng)質(zhì)量和氫氣的利用率。

氫儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景
氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景可以從三個(gè)方面來(lái)看：電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和負(fù)荷側(cè)。
電源側(cè)：提高可再生能源消納、減少棄風(fēng)棄光
2023年全國(guó)風(fēng)電、光伏利用率的分別為97.3%、98%，仍處于較高水平，但近年來(lái)風(fēng)光發(fā)電發(fā)電量增大，消納難度也在上升。2022年西藏棄光率達(dá)到20%，青海的棄光率為8.9%，而到2023年，西藏棄光達(dá)22%、青海8.6%。氫儲(chǔ)能可以?xún)?chǔ)存無(wú)法被電網(wǎng)消納的剩余電能，平抑可再生能源發(fā)電波動(dòng)，并協(xié)調(diào)配合電力系統(tǒng)調(diào)度安排及時(shí)調(diào)整出力。
電網(wǎng)側(cè)：調(diào)峰、調(diào)頻及輔助服務(wù)
氫儲(chǔ)能系統(tǒng)具備快速響應(yīng)及啟停能力的電解制氫系統(tǒng)，可以為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰輔助容量，調(diào)節(jié)容量缺口，并緩解輸配線路阻塞;在用電高峰期大容量燃料電池發(fā)電系統(tǒng)可在電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)用作調(diào)峰機(jī)組，解決輸配電系統(tǒng)發(fā)生擁擠阻塞、電力輸送能力跟不上等問(wèn)題。
負(fù)荷側(cè)：削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)、應(yīng)急備用電源。
電解制氫系統(tǒng)可在用戶(hù)側(cè)利用谷電制氫實(shí)現(xiàn)調(diào)峰，用于峰谷電價(jià)套利，其至是季節(jié)價(jià)差套利。也可參與電力需求響應(yīng)，如分布式氫燃料電池電站和分布式制氫加氫一體站就可作為高彈性可調(diào)節(jié)負(fù)荷。此外，還可作為應(yīng)急備用電源來(lái)使用。
氫儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)和不足
大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、跨區(qū)應(yīng)用是氫儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)。氫儲(chǔ)能是少有的能夠容量達(dá)到太瓦級(jí)（TW）的儲(chǔ)能方式。且氫儲(chǔ)能自放電率幾乎為0，可以適應(yīng)長(zhǎng)達(dá)1年以上儲(chǔ)能。此外，氫氣轉(zhuǎn)化形式多樣、運(yùn)輸方式多元，不受輸配電網(wǎng)絡(luò)的限制，可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域調(diào)峰。
但相對(duì)來(lái)說(shuō)，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)效率較低。抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、鋰電池、鈉硫電池以及各種電磁儲(chǔ)能的能量轉(zhuǎn)化效率均在70%以上。而在“氫-電”轉(zhuǎn)化過(guò)程的燃料電池發(fā)電效率為50%-60%，其中有大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能?！半?氫-電”過(guò)程存在兩次能量轉(zhuǎn)換，整體效率更低，根據(jù)系統(tǒng)不同可達(dá)到40%-50%不等。
此外，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)成本遠(yuǎn)高于抽水蓄能等主流新型儲(chǔ)能，抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能投資功率成本約為3000-5000元/kW，熱儲(chǔ)能成本約3000-4000/kW，電化學(xué)儲(chǔ)能成本更低，最低的鉛酸蓄電池和鉛炭電池僅500-1000元/kW，而氫儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約在6000-8000元/kW，在價(jià)格上不具優(yōu)勢(shì)。
但在遠(yuǎn)海風(fēng)能開(kāi)發(fā)上，氫儲(chǔ)能是解決海上風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)消納難，深遠(yuǎn)海電力輸送成本高等問(wèn)題的有效途徑。
氫儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)，我國(guó)從科研攻關(guān)、示范應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)層面全面支持中長(zhǎng)期氫儲(chǔ)能的發(fā)展，以推動(dòng)可再生能源發(fā)電消納。在《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》中提出:“開(kāi)展氫儲(chǔ)能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景的示范，探索培育'風(fēng)光發(fā)電+氫儲(chǔ)能’一體化應(yīng)用新模式”。在《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》、《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》等文件中，均提出將氫儲(chǔ)能列為可再生能源發(fā)電消納的主要方式之一。在全球范圍內(nèi)，氫儲(chǔ)能也得到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用，如法國(guó)法國(guó)HYFLEXPOWER項(xiàng)目等。
雖然仍面臨技術(shù)、市場(chǎng)需求不足等方面的方面的困難，但隨著氫儲(chǔ)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信在未來(lái)能源儲(chǔ)能領(lǐng)域，氫儲(chǔ)能將成為主流技術(shù)之一。