中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)離不開(kāi)充足、穩(wěn)定的儲(chǔ)氫量。目前儲(chǔ)氫技術(shù)主要有八種,能滿足功率從小到大跨度從幾天到季度的各種需求。對(duì)于歐洲和美國(guó)擁有地下鹽穴的地區(qū),儲(chǔ)氫成本可能會(huì)低廉。但是,像日本這樣地質(zhì)條件欠佳的國(guó)家,就要付出更高的代價(jià)。無(wú)論采用何種技術(shù),儲(chǔ)氫比儲(chǔ)存天然氣的難度更大,成本更高。
儲(chǔ)氫需求
未來(lái)氫能經(jīng)濟(jì)將需要豐富的儲(chǔ)氫規(guī)模,以確保供需平衡。如果氫氣的制取是來(lái)自天然氣或煤炭(搭配CCS技術(shù))等穩(wěn)定來(lái)源,則儲(chǔ)氫規(guī)模至少要達(dá)到年需求量的十分之一。但如果氫氣是由不同類型的可再生能源制取,則儲(chǔ)氫規(guī)模需達(dá)到年需求量的20%。
儲(chǔ)氫成本
有些國(guó)家更具儲(chǔ)氫優(yōu)勢(shì)。歐洲,北美,中東,俄羅斯和澳大利亞在地質(zhì)條件上有優(yōu)勢(shì),鹽巖沉積范圍大、厚度大,利于建造鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù),因此儲(chǔ)氫成本相對(duì)較低。其他大規(guī)模的儲(chǔ)氫技術(shù)成本要更高。
由于氫氣的物理特性,儲(chǔ)氫成本無(wú)論如何都比儲(chǔ)存天然氣要高。當(dāng)儲(chǔ)存同等能量的氫氣和天然氣時(shí),氫氣需要的體積是天然氣的三到四倍,而液化氫氣所需的能量則更大。
主流儲(chǔ)氫技術(shù)
儲(chǔ)氫技術(shù)的部署可能呈階段性。在短期內(nèi),商業(yè)儲(chǔ)氫方式主要通過(guò)鹽穴和高壓儲(chǔ)氫罐,因?yàn)檫@兩者成本低、成熟度高。
高壓儲(chǔ)氫罐會(huì)廣泛普及,儲(chǔ)罐也會(huì)變得更輕更堅(jiān)固,并且儲(chǔ)氫量也會(huì)不斷提高。高壓儲(chǔ)氫仍是小規(guī)模、短期儲(chǔ)氫的首選技術(shù),因其具有價(jià)格低廉、不受地域限制、易于運(yùn)輸、可快速加注和排空的特點(diǎn)。
如果條件允許,鹽穴最適合大規(guī)模儲(chǔ)氫。全球儲(chǔ)存石油天然氣和其他物質(zhì)的鹽穴成千上萬(wàn),其中有六個(gè)鹽穴用于儲(chǔ)氫。但是,許多國(guó)家地質(zhì)條件不達(dá)標(biāo),因此無(wú)法通過(guò)鹽穴儲(chǔ)氫。在沒(méi)有鹽穴的地方,礦坑儲(chǔ)氫和枯竭開(kāi)采井儲(chǔ)氫是大型儲(chǔ)氫解決方案的第二選擇,但兩者較為復(fù)雜、技術(shù)成熟度低。除非氫能需求大幅增長(zhǎng),否則不太可能崛起。
如果無(wú)法通過(guò)地質(zhì)存儲(chǔ),以氨儲(chǔ)氫是成本最低的選擇。如果制取的氫氣直接投入使用,例如用于燃?xì)廨啓C(jī)、船舶或固體氧化物燃料電池等,則成本幾乎可以減半。但是,這一技術(shù)還需多年的測(cè)試才能投入實(shí)際使用,且氨具有毒性,其應(yīng)用僅限于遠(yuǎn)離公眾的大型項(xiàng)目。
有機(jī)液體儲(chǔ)氫(LOHC)成本較高,在大型儲(chǔ)氫技術(shù)中前景最為黯淡。除非作為長(zhǎng)途供應(yīng)鏈的一部分,否則有機(jī)液體儲(chǔ)氫不太可能被用于固定式儲(chǔ)氫。有機(jī)液體儲(chǔ)氫主要用于氫氣的海上運(yùn)輸,而氫氣的海上運(yùn)輸也可以通過(guò)液氫和以氨儲(chǔ)氫實(shí)現(xiàn),后兩者還有成本優(yōu)勢(shì)。
金屬氫化物儲(chǔ)氫也是很有吸引力的選擇,但還需要一段時(shí)間才能商業(yè)化。即使投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng),其應(yīng)用范圍僅限于小規(guī)模、特定的領(lǐng)域,如用于叉車和采礦卡車。
未來(lái)成本下降趨勢(shì)
以上提及的技術(shù)如能擴(kuò)大規(guī)模,成本都可能下降。大規(guī)模應(yīng)用可以形成規(guī)模效應(yīng),讓技術(shù)更成熟,效率更高。作為目前最成熟的存氫技術(shù),高壓儲(chǔ)氫罐成本可能會(huì)下降11%;以氨儲(chǔ)氫的成本可能降低38%;鹽穴儲(chǔ)氫成本可以減半;如果舊隧道、礦井也能用于儲(chǔ)氫,則巖洞儲(chǔ)氫成本降幅可達(dá)67%;液氫的潛力最大,成本降幅可達(dá)79%。
一組數(shù)據(jù)
0.23美元/千克
氫氣在鹽穴中30天儲(chǔ)存周期的成本
0.71美元/千克
氫氣在巖洞中30天儲(chǔ)存周期的成本
3.8
壓縮狀態(tài)下,儲(chǔ)存相同能量的氫氣與天然氣,前者與后者的體積比