可再生能源的消納能力不足以及并網對電網穩(wěn)定性的威脅,已經成為制約可再生能源發(fā)電產業(yè)發(fā)展的主要原因。有效解決該問題的辦法是將可再生能源所發(fā)電力轉化為其它能量介質進行大規(guī)模儲存,在適當時機再重新發(fā)電并入電網,以此完成電能的時空轉換,解決電能瞬時性的弊端,提高其并網的穩(wěn)定性、可控性及電網的安全性。
目前,大規(guī)模儲能技術只有抽水蓄能和壓縮空氣儲能可實現商業(yè)化。但抽水蓄能電站的建設受到地理條件的嚴格限制,尤其我國可再生能源集中地水資源有限,難以滿足建造抽水蓄能電站的需求。
壓縮空氣儲能容量大、壽命長、經濟性能好、充放電循環(huán)多,但目前還存在傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)需要燃燒化石能源、小型系統(tǒng)的效率不高和大型系統(tǒng)需要特定的地理條件建造儲氣室等缺點。
氫儲能系統(tǒng)能量密度高、運行維護成本低、可長時間存儲且可實現過程無污染,是少有的能夠儲存百GW·h以上,且可同時適用于極短或極長時間供電的能量儲備技術方式,被認為是具有潛力的新型大規(guī)模儲能技術。
國內外圍繞氫能的研究開展已久,但關于氫儲能在電力系統(tǒng)中的應用,尤其是在可再生能源發(fā)電中的應用還鮮有研究
作為一種重要的石油化工原料,早已廣泛應用于生產合成氨、甲醇以及石油煉制。同時在電子工業(yè)、食品工業(yè)、冶金工業(yè)、精細有機合成、航空航天工業(yè)等領域也是極其重要的工業(yè)原料。
隨著氫燃料和燃料電池的興起和應用,氫能的*性逐漸體現。氫能代表了與電力系統(tǒng)相結合的新途徑,它們可以共同組成一個具有兩種主要能源載體(電力與氫能)的未來能量系統(tǒng)。因為電力與氫能是互補的兩個脫碳能源載體,它們可以從同一個主能源資源中產生,且能相互轉化
氫儲能系統(tǒng)技術就是利用了電力和氫能的互變性而發(fā)展起來的。在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中,電力間歇產生和傳輸被限的現象常有發(fā)生,利用富余的、非高峰的或低質量的電力大規(guī)模制氫,將電能轉化為氫能儲存起來;在電力輸出不足時利用氫氣通過燃料電池或其它反應補充發(fā)電。
這可以有效解決當前模式下的可再生能源發(fā)電并網問題,同時也可以將此過程中生產的氫氣分配到交通、冶金等其它工業(yè)領域中直接利用,提高經濟性。