华北电力大学许传博、刘建国：与其他储能方式相比，氢储能有哪些明显优势？
近年来，我国新能源发展势头迅猛。截至2021年年底，我国新能源发电装机达到7.26×108kW，其中风电3.28×108kW、太阳能发电3.07×108kW，分别连续12年和7年稳居全球首位。由于新能源的间歇性特点，加之输电容量有限，弃风和弃光问题随着新型电力系统中风电、光伏渗透率的不断增加将日益突出。此外，在连续无风、无光等极端天气下，将造成新型电力系统电力供应可靠性大幅下降甚至出现大面积缺电现象。储能作为重要的调节资源，对于促进新能源高比例消纳和保障电力电量实时平衡具有重要作用。2021年7月，国家发展和改革委员会、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出，2030年新型储能装机规模达到30GW以上，首次从政策层面明确和量化了储能产业发展目标。
现有的储能系统主要分为五类：机械储能、电化学储能、电磁储能、热储能和化学储能。机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等；电化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池；电磁储能包括超级电容器储能和超导储能；热储能是将热能储存在隔热容器的媒介中，适时实现热能直接利用或者热发电；化学储能是指利用氢等化学物作为能量的载体。储能即储存能量，根据能量形式的不同，储能又可以分为电储能、热储能和氢储能三类。机械储能、电化学储能和电磁储能属于电储能，目的是储电，适用于充放电短周期内的就地使用。
氢储能是一种新型储能，在能量维度、时间维度和空间维度上具有突出优势，可在新型电力系统建设中发挥重要作用。氢储能技术是利用电力和氢能的互变性而发展起来的。氢储能既可以储电，又可以储氢及其衍生物（如氨、甲醇）。狭义的氢储能是基于“电‒氢‒电”（Power-to-Power，P2P）的转换过程，主要包含电解槽、储氢罐和燃料电池等装置。利用低谷期富余的新能源电能进行电解水制氢，储存起来或供下游产业使用；在用电高峰期时，储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电并入公共电网。广义的氢储能强调“电‒氢”单向转换，以气态、液态或固态等形式存储氢气（Power-to-Gas，P2G），或者转化为甲醇和氨气等化学衍生物（Power-to-X，P2X）进行更安全地储存。
氢储能与其他储能方式相比，具有以下4个方面的明显优势：
①在新能源消纳方面，氢储能在放电时间（小时至季度）和容量规模（百吉瓦级别）上的优势比其他储能明显；
②在规模储能经济性方面，随着储能时间的增加，储能系统的边际价值下降，可负担的总成本也将下降，规模化储氢比储电的成本要低一个数量级；
③在储运方式灵活性方面，氢储能可采用长管拖车、管道输氢、天然气掺氢、特高压输电‒受端制氢和液氨等方式；
④在地理限制与生态保护上，相较于抽水蓄能和压缩空气储能等大规模储能技术，氢储能不需要特定的地理条件且不会破环生态环境。
本文节选自《氢储能在我国新型电力系统中的应用价值、挑战及展望》一文
作者单位：华北电力大学