氢储能发展潜力分析:主要经济体将氢能的发展上升至战略高度
近年来全球主要经济体陆续提出氢能发展规划与目标,将氢能的发展上升至战略高度。例如美国能源部2020年底发布氢能发展计划,从技术、开发、应用等多个角度对氢能产业进行了战略规划,预计到2050年氢能在美国能源消费总量中的占比可达到14%。欧盟则于2020年8月提出氢能发展战略,重点发展可再生能源制氢,计划在2024/2030年前部署6/40GW以上的可再生能源电解水制氢设备,分别实现可再生能源制氢量100/1000万吨。我国的《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也将氢能和储能列入前瞻谋划的未来产业,未来将重点进行发展布局。
全球主要经济体氢能规划
氢气的储存与运输具有较大难度。一方面,氢气是世界上密度最小的气体,体积能量密度较低,扩散系数较大;另一方面,氢气的燃点较低,爆炸极限宽,对储运过程中的安全性也有极高的要求。因此,相较于石油、天然气等传统化石燃料,氢气在储运环节具有天然的劣势。
不同燃料气体性质对比
氢气储运可分为气态储运、液态储运以及固态储运三种方式。其中,气态储运的成本较低、充放氢速度较快,但储氢密度与运输半径较为有限;液态储运的储氢密度较大,但设备投资与能耗成本较高;固态储运则在潜艇等特殊领域有所应用,整体仍处于小规模试验阶段。
不同氢气储运方式对比
在低碳发展和能源转型的背景下,氢能产业迎来了新的发展机遇。国家层面,国内氢能产业加速规划布局,《国家创新驱动发展战略纲要》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》等文件均鼓励氢能产业发展。
2020年12月,国家发布的《新时代的中国能源发展》白皮书明确提出:加速发展“绿氢”制取、储运和应用等氢能产业链技术装备,促进氢能燃料电池技术链发展;支持能源各环节各场景储能应用,着力推进储能与可再生能源互补发展。
在国家政策的引领下,氢能源的应用会被愈加重视,“十四五”期间将迎来新的发展机遇。地方层面,我国多个地方政府纷纷出台了支持氢能产业发展的中长期规划。
2022年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,指出氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。充分发挥氢能作为可再生能源规模化高效利用的重要载体作用及其大规模、长周期储能优势;在风光水电资源丰富地区,开展可再生能源制氢示范,逐步扩大示范规模,探索季节性储能和电网调峰。氢气是可再生能源的重要载体,氢储能迎来确定性增长。据GGII调研统计,2021年国内氢储能装机量约为1.5MW,氢储能渗透率不足0.1%,其中最大装机项目为安徽六安1MW分布式氢能综合利用站电网调峰示范项目。在张家口200MW/800MWh氢储能发电工程项目、高成绿能某化工园区10MW氢储能发电项目等项目带动下,2022年国内狭义氢储能装机量有望达到68MW。随着氢储能示范项目加速推广,以及氢能下游应用市场快速发展,预期到2025年氢储能新增装机量有望达到1518MW,未来几年氢储能市场呈现快速增长态势。