应对弃风弃光氢储能将大有可为-北极星氢能网

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近年来，风能和太阳能作为可再生能源中最为重要的两种能源，在得到快速、大规模发展的同时，也出现了新能源面临的重大难题—消纳能力不足。本文介绍在电力输送、综合消纳等问题下，分析应用氢储能技术来解决能源发展中弃风弃光问题的可行性，为氢储能技术在全球可再生能源领域的发展作出一定的展望。

目前，一次、二次能源消耗量逐渐增加，环境问题日趋严重，可再生能源的发展成为当今炙手可热的话题之一。但也存在一些问题亟需解决，因此将一种清洁、绿色、高效的氢储能技术应用起来，弥补电力输送，综合消纳等问题。大量研究调查表明，将可再生能源与氢储能技术相结合起来，在未来的能源领域将拥有庞大的发展潜力。

可再生能源的发展

近年来，全世界各国都在加快能源互联网构建，可再生能源得到了世界各国的高度重视和大量应用，其中风能、太阳能的发展在过去十几年中尤为显著。风电作为新能源发展的主力军，近年来得到大规模的发展。风电近 7 年的数据如图 1 所示。

图1.png

随着现代工业的快速发展，能源危机问题日益趋于严重，环境污染问题的解决也迫在眉睫，太阳能以其独有的优势而在全世界快速展开，世界累计光伏装机容量( GW) 如图2。

图2.png

风能和太阳能由于无穷的储量和无污染的优点成为当前备受瞩目的研究领域，但是受到自然环境的影响，二者的利用也存在一定的局限性。因此，将风能、太阳能结合起来综合利用的风光互补发电系统，可以弥补了二者在独立发电时的不足之处，取得比较稳定、可靠的电能来源。

弃风弃光问题

风力发电、光伏发电的快速发展使得电力输送和综合消纳的困难凸显，因为风力发电、光伏发电具有随机性、无规律性等特点，因此导致电能的品质比较差，而一些传统的储能技术也无法满足可再生能源的存储，因此在大多数情况下被迫弃风和弃光。如图 3、图 4 所示。

图3.png

图4.png

通过上述研究分析得出，未来的弃风和弃光电量的价值将非常高，如果加以利用起来，将会得到巨大的经济效益与社会效益。

氢储能技术

储能是可再生能源开发利用系统以及实现“智慧能源”的重要组成部分和关键支撑技术。在现在储能技术中，最符合绿色开发、更适合利用普及和在技术领域可以得到突破的就是氢能。

现有的主要制氢技术主要包括化石燃料( 煤、天然气) 制氢、生物质制氢以及水( 电解、热解、光解) 制氢等等。电解水凭借低碳、环保、高纯度等优点脱颖而出，其主要过程就是利用风、光等可再生能源，电解、热解、光解。

使用可再生能源来制氢储能是现在一个新的发展趋势，据调查研究发现，如果使用弃风、弃光，来打通制氢环节路线，可以最大程度避免能源浪费，符合绿色能源未来可持续发展需求。风光互补发电条件下制氢储能系统结构图如图 5 所示。

图5.png

国内外发展现状

4.1国内发展现状

中国是世界上氢能利用的大国，在《能源技术革命创新行动计划( 2016 － 2030 年) 》中［6］，中国将氢能列为 15 项能源技术革命重点人物之一，氢能的发展已经纳入我国能源战略发展之中，其中提出了三大战略发展方向以及六项创新活动，都说明了国家要将氢能产业的发展放在重要地位。

在氢储能系统示范应用方面，我国一批氢能示范性的工程建设主要是用在示范分布式电源和新能源汽车等方面。迄今为止，国内已经存在 4 个 35 MPa 加氢站，分别位于北京、上海、河南、广东，而我国第一座利用风光互补发电制氢的70 MPa氢站( 同济新源加氢站) 也正在辽宁省大连建设。

4.2国外发展现状

目前，欧洲、日本等国都制定了氢能发展战略计划，并积极展开推进，已取得了一定积极的成果。

欧盟将作为最早涉及燃料电池的地区之一，1956 年，F． T． Bacon( 英国剑桥大学科学家) 发明了总温碱性燃料电池，由此拉开了欧洲乃至全球燃料电池开发的序幕。2011 年，德国在勃兰登堡州的普伦茨劳市建成了世界上第一个风电—氢气混合发电站，该电站利用风能、氢能、沼气混合发电，发电量为6 WM。2013 年 6 月，奥迪在德国萨克森州的 Wertle 建成了6WM E-Gas 电能转燃气项目。该项目的完成标志着氢储能商业化应用的开始。

日本作为世界氢能发展最领先的国家之一，是全世界各国中最接近“氢社会”的国家。日本希望通过氢燃料电池来实现氢能在家用、工业生产、交通运输甚至全社会各个领域的应用，从而实现真正的能源安全、能源高效和能源独立。种种迹象表明，日本在为实现“氢能社会”作出努力。

结语

随着全球能源时代的到来，能源市场的打开，世界将形成以可再生能源为主导的新局面。新能源的发展与氢能的结合，将展现明显的经济、社会、与生态的优越性，可以最大程度避免能源浪费，满足未来纯绿色能源发展需求。大量的研究表明，风光互补制氢系统系统在未来的新能源发展中将拥有巨大的应用潜力。风光互补制氢系统应用技术领域的各项相关研究继续深入，对进一步研究风光互补制氢储氢设备及关键技术以及工程示范等都具有重要意义。

参考文献:

［1］兰江．我国太阳能光伏发电现状及发展前景分析［J］．中国高新技术企业，2016( 25) : 93 － 94．

［2］张波，汪义旺，李响．小型风光互补独立供电系统的研究与设计［J］．现代电力，2013，30( 4) : 29 － 32．

［3］蔡国伟，孔令国，薛宇，等．风氢耦合发电技术研究综述［J］．电力系统自动化，2014，38( 21) : 127 － 135．

［4］罗承先．世界氢能储运研究开发动态［J］．中外能源， 2017，22( 11) : 41 － 49．

［5］霍现旭，王靖，蒋菱，等．氢储能系统关键技术及应用综述［J］．储能科学与技术，2016: 197 － 203．

［6］徐丽，马光，盛鹏，等．储氢技术综述在氢储能中的应用展望［J］．智能电网，2016，4( 2) : 166 － 170．

原标题：基于弃风弃光问题的氢储能可行性研究

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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