中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
來自中國氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用聯(lián)盟的副理事長徐文輝發(fā)表了題為"氫儲能技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢"的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
徐文輝：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，以及各位氫能行業(yè)的同行們，大家下午好！
我要演講的題目是氫儲能技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，由于今天是儲能大會，剛才我們程老師和武漢理工的潘牧，還有剛才的江?？私o我們描繪了氫能應(yīng)用的美好的前景，這個前景什么時候?qū)崿F(xiàn)？從現(xiàn)在我們已經(jīng)看到了曙光，要逐步走，要走到這一步，我相信還有很長的路，但是現(xiàn)在我們的氫在哪里？大家說氫是終極能源，終極在哪里？氫可以說碳?xì)浔日{(diào)節(jié)的過程，從高碳到中碳到零，氫是零碳能源，氫除了提供這個之外，氫還有什么發(fā)展？當(dāng)前我們的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型面臨著哪些相關(guān)的問題，今天咱們說的是可再生能源包括儲能相關(guān)的大會，大家知道，目前可再生能源發(fā)展過程中受到自己的資源稟賦條件，以及可再生能源間歇性的特點(diǎn)，會導(dǎo)致出現(xiàn)問題?，F(xiàn)在看到中國在西部、東北，甚至咱們的西南，有大量的棄風(fēng)、棄光，甚至東北也有一定的棄河的現(xiàn)象。這些電能怎么解決？鋰電給我們提供很好的方案。抽水蓄能、壓縮空氣也是提供了很好的解決方案。這個時候看看歐洲、美國、日韓做什么？這時候也會給我們提供很好的技術(shù)路線，歐洲和西方走的路線，就是將電轉(zhuǎn)化為氣態(tài)能源做。未來的能源架構(gòu)在一定時間是氣態(tài)能源架構(gòu)的過程。天然氣、氫氣、生物制氣、沼氣，如何有效的混合和使用，這是一個過程，能源架構(gòu)的調(diào)整和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，對儲能技術(shù)提出要求，氫儲能技術(shù)是中間一個杰出的代表。
氫儲能技術(shù)P2G技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，分享四部分（見PPT）。
氫儲能的簡介，氫儲能是將電能轉(zhuǎn)化為高能量密度的這樣燃料氣體的技術(shù)，通過電解水的技術(shù)，電解水是耗電的過程，將風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電以及部分核能發(fā)電的剩余電力，也就是富余電力通過電解水制成氫，提供現(xiàn)有的燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)管道，或者利用電器、水及大氣中的二氧化碳通過甲烷化的反應(yīng)制造甲烷，提供燃?xì)猓蛘咄ㄟ^電或者氣再到電的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，將傳統(tǒng)電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)隔閡來相互打破，讓電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)之間的能量雙向流動，成為一種可能性。也就是能源互聯(lián)網(wǎng)提到的能量互補(bǔ)，優(yōu)勢互相調(diào)節(jié)，把電能通過天然氣的基礎(chǔ)設(shè)施和更大的調(diào)序裝置進(jìn)行調(diào)解，既促進(jìn)氣電網(wǎng)絡(luò)的深度融合，也為解決可再生能源發(fā)展的波動性提供了解決很好的途徑。剛才提到電力網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的電，如果電能用到不要打其他主意，電轉(zhuǎn)成什么東西，存下來，為什么要用？蘋果能賣得動肯定不會存，賣不動再建冷庫存下來。如果絕對過剩，建冷庫也沒有用。由于新的東西過剩，誰會存下來？這個環(huán)節(jié)下，只有將電進(jìn)行深一步加工，比如蘋果過剩，怎么辦？天天存在冷庫里面怕它爛掉，新的東西吃不掉，不會有人用。怎么辦？將蘋果進(jìn)行深加工，加工成蘋果醋、蘋果醬，不依賴于蘋果這種形式利用。這是P2G的方式。
怎么做？通過電解水、電解槽將氫轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣存儲再滿足其他用用途。氫的用途待會兒詳細(xì)說。氫氣也可以進(jìn)入咱們的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)入天然氣管網(wǎng)進(jìn)行有效利用。這是通過電網(wǎng)來的電。也可以在咱們的電源側(cè)，源側(cè)，利用源側(cè)產(chǎn)生的或者配網(wǎng)側(cè)目前的風(fēng)光點(diǎn)可再生的資源，不能連續(xù)的發(fā)電或者借助于電網(wǎng)的調(diào)序手段，在低谷通過電解水的技術(shù)利用起來，是很好的儲能調(diào)節(jié)的手段。這個手段和鋰電池調(diào)節(jié)手段有點(diǎn)區(qū)別。今天很多鋰電池方面的專家，電不能存，鋰電池存的是化學(xué)能，電化學(xué)物質(zhì)，最后再把它轉(zhuǎn)換為電能，電不能存。鋰電池存化學(xué)能再轉(zhuǎn)化到電能，氫也是這樣，把電轉(zhuǎn)換成氫能，氫能通過其他裝置發(fā)揮出去，氫能再轉(zhuǎn)為電，最好氫能直接利用就是最好的方式。
將儲能的能量在不同的系統(tǒng)之間或者用戶之間，包括電網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱網(wǎng)等相互轉(zhuǎn)換，利用天然氣管網(wǎng)比現(xiàn)有的和廉價的氫基礎(chǔ)設(shè)施來存儲或者擴(kuò)充，將儲存的電能不再以電的方式輸出。鋰電池存下來的電還是電，氫不是這樣的，富余可再生能源電力單純是歐洲和北美提出的概念，富余的電能單純的電力進(jìn)和電力出，進(jìn)電、出電，儲能方案只會增加電力間歇的成本這是歐洲人的觀點(diǎn)。它是一種柔性調(diào)節(jié)手段進(jìn)行使用。電多的時候存下來，電不夠用就不用，隨時停下來用。電低谷時段要消納電就制氫，高峰時段不用這個，或者高峰時段通過燃料電池的技術(shù)向電網(wǎng)進(jìn)行反哺，也可以做到。氫儲能提供了MW、GW乃至TW級的儲能解決方案，在儲能領(lǐng)域中應(yīng)用前景廣闊。
氫能充分利用就不要合同氣，合同氣多此一舉，因為氫有氫的特性問題，對管道其他要損傷，如果更高比例的儲氫，合同甲烷氣是最好的。
氫儲能，技術(shù)和模式是什么樣的狀況？技術(shù)和商業(yè)模式，首先電能通過電網(wǎng)的電或者發(fā)出來的電跟電解水進(jìn)行結(jié)合，有幾種電解水的工藝制成氫氣，或者再通過咱們的直接氫化等等一系列的工藝結(jié)合，把二氧化碳引用進(jìn)來合成甲烷，再下一步也可以合成所謂的人工燃料，西方有一個概念是液態(tài)燃料的體系，咱們車也不要急，馬上把車淘汰掉，2030年前后，路上跑的車還是燃料電池汽車，也有電動汽車，也有咱們的汽油車、柴油車，也不是普通的油，油已經(jīng)是零碳或者含碳的油，排出碳，碳回收，達(dá)到綜合平衡，不會增加新的碳。氫氣和二氧化碳合成新的零碳燃油進(jìn)行使用。氫也可以在化工用途中使用，通過供電解等手段來做，氫要有氫，電解水的技術(shù)生產(chǎn)氫，氫也可以通過熱電聯(lián)產(chǎn)，通過其他的用途產(chǎn)生的熱和電來進(jìn)行使用。氫是終極能源，里面不含碳，所有的能源武陟縣看利用過程，就是碳?xì)浔日{(diào)節(jié)的過程，其他的東西都含有碳，碳減完就變成氫。
目前的現(xiàn)狀是什么樣的？電解技術(shù)，包括加到管道氣里面的技術(shù)，以及氫的儲運(yùn)技術(shù)，直接加氫還是甲烷，以及其他的把甲烷做成合成器的燃料，給天然氣和汽車供應(yīng)。各種各樣的技術(shù)都可以進(jìn)步，有氫氣網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)，還有合成網(wǎng)絡(luò)等等方向，在歐洲這些技術(shù)都在進(jìn)一步研究和發(fā)現(xiàn)，目前基本具備了一定的現(xiàn)實(shí)可行性，在國內(nèi)也是這樣做的。咱們有天然氣車，還有天然氣合成氣合進(jìn)來，包括加氫站在布局，這些都會做。同時在過程中也會有些其他氫氣出現(xiàn)，咱們提到的生物制氣，垃圾填埋場，污水處理廠產(chǎn)生的沼氣，里面都可以做出氫氣來使用。
現(xiàn)狀和趨勢，氫氣的應(yīng)用，氫能到底應(yīng)用在哪里？氫氣、氫氣，之所以說氫氣已經(jīng)一百多年了，氫氣之所以能夠成為氫能，氣變成能，里面有一個裝置的出現(xiàn)，就說燃料電池技術(shù)裝置，氫氣轉(zhuǎn)化為氫能的裝置，得到這個技術(shù)變成氫能。過去的氣態(tài)燃料正常使用，無論是化工還是作為原料還是其他東西，氫氣照樣使用。在氫能里面，剛才提到家庭，家庭的熱電聯(lián)動，小型、中型都分別布局，移動運(yùn)輸、氫能的交通應(yīng)用，提供車輛動力?；?yīng)用，這是過去傳統(tǒng)的應(yīng)用，還有天然氣，和天然氣合成新的燃?xì)?，或者直接加入天然氣，提高天然氣的里面的碳排放量，還有一個更重要的用途，咱們在深圳都清楚，很多LNG接收站，但是家里用的燃?xì)庑枰３忠欢嶂档姆€(wěn)定性，不同LNG熱值不一樣，要調(diào)整，怎么進(jìn)行LNG調(diào)熱值？最佳的方式加入氫氣，按照一定的比例添加進(jìn)去，不要給黑心的廠家添空氣。電力方面，電本身有很多的好處，氫氣通過燃料電池發(fā)電，本身提供電網(wǎng)高峰時段的應(yīng)用，起到調(diào)峰調(diào)頻的作用。談到儲能，它也是儲能的手段。
歐洲現(xiàn)狀，目前是這樣的，整個在歐洲這塊可以看看，整個歐洲大陸，尤其是在整個的西歐和北歐區(qū)域，因為大量的氫能燃料電池和氫儲能項目在運(yùn)行起來。以德國為例，德國有不同的研究，做甲烷化的研究，做熱電聯(lián)產(chǎn)的研究，做整個氫和發(fā)電廠如何結(jié)合的一系列研究，也有合同氣和合同燃油的方案這是歐洲推廣。英國和一個大學(xué)做管道氣如何加氫，作為英國重要的項目正在推動，也取得突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。在歐洲和天然氣管道里面，加氫的比例加到15%，在不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)下，在8%-10%的比例下，天然氣加氫氣是對天然氣管道的損害，基本是可接受的。沒有損害了，中國的管道是不是也是這樣的？我們還需要進(jìn)行一系列的測試和驗證。
國內(nèi)現(xiàn)在是這樣做的，像剛才提到的中節(jié)能很早就參與了國家的863項目，用大規(guī)?；蛘咭欢康碾娏夹g(shù)，通過電解水制氫。通過燃料電池技術(shù)，用其他的燃料電池發(fā)出電做，當(dāng)時做得比較小，是100KW。最下面是最大的兩個項目，第二個項目沒有實(shí)施。中德合作項目，在張家口做了200MW風(fēng)電場配套17MW的制氫項目，制氫項目今年年底安裝完畢，風(fēng)電項目已經(jīng)結(jié)束了。這時候每年可以消納接近8000萬度的電，產(chǎn)生一千多萬立方米的氫氣，在北京冬奧會期間也會在張家口綠色氫能的供應(yīng)發(fā)揮很大的價值。金風(fēng)的項目推進(jìn)比較滯緩，目前還在進(jìn)一步研究中?，F(xiàn)階段，國內(nèi)，尤其是西部正在做一些事情，今年2018年科技部重點(diǎn)項目6.4里面提出了大規(guī)模可再生能源風(fēng)電來制氫的應(yīng)用及示范項目，已經(jīng)開始做起來了，我們也在跟電網(wǎng)、石油和很多單位合作，積極爭取這個項目。
我剛才提到現(xiàn)階段富余電力制氫是主流，未來考慮更大比例的傳輸加入天然氣里面，才會實(shí)現(xiàn)天然氣的合成，就是合成氣。未來，氫能交通大規(guī)模發(fā)展之后，富余電力制氫，通過液體燃料，這可能是主流方案。合成天然氣不會成為主流，只可能是氫氣未大規(guī)模使用前的過渡方案。甚至未來也有可能直接的氫氣管道傳輸會逐步出現(xiàn)，并擴(kuò)大相關(guān)的規(guī)模。在國內(nèi)分別有兩條40、50公里純氫的管道在做，湖南岳陽和中石化的洛陽，分別有氫氣管道、純氫管道運(yùn)行，化工廠里面看到更多，這個里面的管道很多。
這是要干什么呢？談儲能，儲能在哪里？這是中國可再生能源的分布圖，中國天然氣的分布圖，可再生能源富余的區(qū)域恰恰是中國天然氣的富余區(qū)域或者進(jìn)口管道接觸的區(qū)域，這是目前的天然氣管道的分布圖。把可再生充足區(qū)域和電力過剩的區(qū)域與天然氣和油氣生產(chǎn)基地高度吻合，普遍具有骨干性的天然氣管網(wǎng)的通路，這時候為何不就近將富余的可再生能源電力通過電解水技術(shù)制成氫氣，輸入到天然氣管道，通過天然氣的管道運(yùn)輸和使用？是不是解決富余電力消納的問題。第二個，歐美現(xiàn)在已經(jīng)研究，符合國際標(biāo)準(zhǔn)的天然氣管道，最多，現(xiàn)在我們再保守，加2%總可以吧？剛才提到8%-10%，歐洲做到15%，不會產(chǎn)生影響，我們保守一點(diǎn)，加這些。
我做了一個思考和建議的方案，西北富余風(fēng)光點(diǎn)制備氫氣，加入西氣東輸管線。云南富余水電制備氫氣加入中緬天然氣管線或就近制備化肥。四川的富裕水電制備氫氣加入四川向華東天然氣管線。內(nèi)蒙、張家口一帶的富余風(fēng)電制備氫氣，加入陜京天然氣管線。東北風(fēng)電制備氫氣加入中俄天然氣管線。珠三角、長三角、大連的河電也可以就近制作氫氣，供應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍淠堋⒔煌ɑ蛘邿捇I(yè)使用。所以電轉(zhuǎn)氣的技術(shù)是解決富余的可再生電力和核電消納使用的手段，不是個問題。關(guān)鍵的是政策支持、資源調(diào)配、技術(shù)的升級、合適的商業(yè)模式才能找對解決問題的方案。
既然是電解水要消耗水，西部區(qū)域有沒有這么多水？西氣東輸三條管線，每條300多億立方，合計起來是1000多億立方，加20億方的氫氣，增加20億方的新增燃?xì)猓?017年咱們?nèi)睔?，到現(xiàn)在為止中國到處缺氣，國家領(lǐng)導(dǎo)人愁著找新的燃?xì)庋a(bǔ)充。這就是一個富余氫氣或者燃?xì)獾难a(bǔ)充方案。解決了20億方氫氣，消耗多少度電？5度電制一方氫，100億度的清潔電力，也就是5GW風(fēng)電的全年發(fā)電量，500萬風(fēng)電的全年發(fā)電量，按照2000利用小時，全部消納解決。并且可以向空氣中排出10億方氧氣，10億方的氧氣相當(dāng)于5400公頃森林的年氧氣排放量，什么都沒有做，按照電解水做，在西部與新疆這個地方為例，西氣東輸沿線創(chuàng)造5400公頃的森林，氧氣的排放量出來了，有效改善大氣環(huán)境。這時候消納多少水呢？要生產(chǎn)20億方的氫氣，10億方的氧氣，全年的水量是160萬噸水，西部一個大城市。這是烏魯木齊的一個城市，一天的用水量是165萬噸，烏魯木齊一天的用水量解決全年消納的問題，水還是個問題嗎？這樣還需要再進(jìn)行超高壓所有的無論是直流、交流大規(guī)模的運(yùn)輸嗎？正常的時段一定要靠咱們的大規(guī)模電網(wǎng)進(jìn)行電力的調(diào)度和傳輸，在用戶需求不足的情況下，完全創(chuàng)造出需求出來，用電解水的技術(shù)作為電網(wǎng)之間的調(diào)峰和調(diào)序和調(diào)頻的手段，氫儲能技術(shù)可以用在大規(guī)模電力傳輸技術(shù)，無論超高壓的直流還是交流去有效結(jié)合，作為電網(wǎng)之間的輔助和調(diào)節(jié)的手段。如果這樣做的話，單純的算法消納這么多電，電網(wǎng)要投資多少？10萬億以上的電網(wǎng)投資，不敢說全部減少，跟它之間的協(xié)助和配合，電網(wǎng)建設(shè)的緊迫性和電網(wǎng)建設(shè)的冗余度就會大量降低，這樣替代大規(guī)模的電力傳輸。我匯報到這兒。謝謝！
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
