中國儲能網(wǎng)訊：新的《能源法》首次將氫能正式納入我國能源體系，提出積極有序推進氫能開發(fā)利用，促進氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
作為能源行業(yè)領(lǐng)域的“先行者”和“戰(zhàn)略布局者”，央國企和新能源龍頭企業(yè)正紛紛逐鹿氫能領(lǐng)域。
“五大六小”為代表的發(fā)電領(lǐng)域央企，中石油、中石化等代表的石化領(lǐng)域央企以及中能建、中電建等電力建設(shè)央企紛紛瞄準氫能領(lǐng)域發(fā)力；同時，陽光電源、隆基綠能、中車株洲所、明陽集團等新能源龍頭企業(yè)也聚焦氫能業(yè)務(wù)板塊進行布局。
一、燃料電池儲能是實現(xiàn)電氫耦合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
氫能作為綠色高效的二次能源，被視為未來國家能源體系的重要組成部分，也是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展的方向。
截至2023年底，全國新能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比例約為15.6%，青海、甘肅、寧夏等西部地區(qū)占比超過40%。預計2060年前，新能源發(fā)電量占比有望超過50%。
高比例新能源帶來一定的消納難題，同時新能源發(fā)電具有波動性、間歇性和隨機性，通過水電解制氫—燃料電池儲能實現(xiàn)電氫耦合可促進新能源消納以及對電網(wǎng)的支撐和調(diào)節(jié)能力。
燃料電池儲能是氫能開發(fā)利用的重要應用模式，利用新能源富余電力制氫并存儲起來，在電網(wǎng)用電高峰時，燃料電池儲能將氫氣與氧氣在電解槽中進行電化學反應并轉(zhuǎn)化產(chǎn)生直流電，直流電經(jīng)儲能變流器變換為交流電接入公共電網(wǎng)，實現(xiàn)“電-氫-電”的轉(zhuǎn)換過程。
燃料電池儲能被視為未來新能源高占比電力系統(tǒng)中重要的長時儲能，可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)日以上的長時支撐，具備長周期、大規(guī)模、集中式的特征。
二、政策持續(xù)推動燃料電池儲能發(fā)展
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》是氫能的發(fā)展綱要，文件提出開展燃料電池為主的氫儲能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應用場景的示范，探索培育“風光發(fā)電+氫儲能”一體化應用新模式；推動完善氫能制、儲、輸、用標準體系。
標準體系的健全是促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，2023年7月，國家標準委等六部委聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南（2023年版）》，提出到2025年，支撐氫能全鏈條發(fā)展的標準體系基本建立。
2024年1月，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于加強電網(wǎng)調(diào)峰儲能和智能化調(diào)度能力建設(shè)的指導意見》提出，著力攻克長時儲能技術(shù)，解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)帶來的日以上時間尺度的系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求，探索推動儲電、儲熱、儲冷、儲氫等多類型新型儲能技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展和優(yōu)化配置。
三、燃料電池技術(shù)發(fā)展仍有待突破
根據(jù)工作原理的不同，燃料電池儲能可以分為質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固態(tài)氧化物燃料電池等。
質(zhì)子交換膜燃料電池直接將氫氣與氧氣通過化學能轉(zhuǎn)換為電能，副產(chǎn)物僅為水和熱量，可實現(xiàn)零碳排，具有工作溫度低、啟動性能良好、功率密度高等優(yōu)點，是燃料電池儲能最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)類別。
目前，盡管燃料電池核心設(shè)備和環(huán)節(jié)取得突破，但距離商業(yè)化、大規(guī)模工程化應用仍存在諸多技術(shù)難點，存在諸如轉(zhuǎn)換效率低、高壓儲氫技術(shù)不成熟、關(guān)鍵零部件技術(shù)指標不過關(guān)、電力波動影響制氫性能等問題，以轉(zhuǎn)換效率為例，水電解制氫/燃料電池儲能的“電-氫-電”的電轉(zhuǎn)換效率僅為25%-40%左右，遠低于抽水蓄能、鋰離子電池儲能等充放電效率。
四、項目整體仍處于示范應用階段
燃料電池儲能目前仍存在效率低、造價高等問題，限制了其規(guī)?；l(fā)展，目前已建成項目仍以小規(guī)模示范項目應用為主，以園區(qū)、微電網(wǎng)等電氫耦合項目為主，例如，浙江臺州大陳島氫能綜合利用示范項目建設(shè)100kW燃料電池儲能。
2022年7月，國內(nèi)首座兆瓦級氫儲能電站安徽六安分布式氫能綜合利用電站投運，項目建設(shè)220Nm3/h質(zhì)子交換膜制氫系統(tǒng)、1MW燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、熱電聯(lián)供系統(tǒng)、風光可再生能源發(fā)電系統(tǒng)等。
今年來，燃料電池儲能項目正加快推進，9月份，甘肅格羅夫瓜州風光氫儲車一體化項目開工，項目一期建設(shè)10MW氫燃料電池系統(tǒng)；12月份，黑龍江大慶市40MW氫燃料電池發(fā)電項目開展EPC招標。
整體來說，行業(yè)仍處于起步階段，但相關(guān)的支撐政策、標準體系、技術(shù)水平、商業(yè)模式和工程應用在不斷推進，政策和標準體系不斷完善，關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，產(chǎn)業(yè)鏈日趨活躍并不斷健全，加速推進我國能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。
