欧美综合图片一区二区三区-欧美综合一区-欧美综合一区二区三区-欧美综合中文字幕久久-午夜视频在线观看一区-午夜视频在线免费

歡迎您訪問(wèn)中國(guó)氫能與燃料電池網(wǎng)
當(dāng)前位置: 中國(guó)氫能與燃料電池網(wǎng)>市場(chǎng)分析 >其他分析 > 氫儲(chǔ)能的底層邏輯:以氫的靈活性提升能源系統(tǒng)的靈活性

氫儲(chǔ)能的底層邏輯:以氫的靈活性提升能源系統(tǒng)的靈活性

2023-07-20 來(lái)源:東方證券 瀏覽數(shù):523

提高能源系統(tǒng)的靈活性,增加能源系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)能力,解決不穩(wěn)定可再生能源的消納和供需匹配問(wèn)題,是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型面臨的重要問(wèn)題之一。氫能的“靈活性”和“燃料/原料屬性”兩大特征與能源系統(tǒng)供需兩側(cè)轉(zhuǎn)型過(guò)程所面臨的能源系統(tǒng)靈活性和深度脫碳問(wèn)題完美契合,是氫能成為未來(lái)能源系統(tǒng)重要組成部分的根本邏輯。

  提高能源系統(tǒng)的靈活性,增加能源系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)能力,解決不穩(wěn)定可再生能源的消納和供需匹配問(wèn)題,是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型面臨的重要問(wèn)題之一。氫能的“靈活性”和“燃料/原料屬性”兩大特征與能源系統(tǒng)供需兩側(cè)轉(zhuǎn)型過(guò)程所面臨的能源系統(tǒng)靈活性和深度脫碳問(wèn)題完美契合,是氫能成為未來(lái)能源系統(tǒng)重要組成部分的根本邏輯。
 
 
 
氫能是補(bǔ)充能源系統(tǒng)靈活性的優(yōu)質(zhì)資源
 
電力是一種“剛性”能源,其在不轉(zhuǎn)化為其他能量形式的條件下較難儲(chǔ)存,要求發(fā)電和用電要逐時(shí)刻保持一致。氫能的靈活性可以理解為其在制備和使用時(shí)間上的靈活性,也即由于氫易于儲(chǔ)存,制氫和用氫不需要同時(shí)發(fā)生,因此氫能與電力不同,是一種靈活性能源。隨著可再生能源的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)將從過(guò)去的“電源側(cè)可調(diào),負(fù)荷側(cè)不可控”逐漸發(fā)展為“電源負(fù)荷均不可控”,加大了電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡供需的難度,氫能作為一種可以由電力制取、使用過(guò)程無(wú)排放的靈活性能源,可以很好地參與到未來(lái)以電力為主的可再生能源體系中,為電力系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)能力。
 
抽水蓄能和電化學(xué)儲(chǔ)能是目前主流的傳統(tǒng)儲(chǔ)能和新型儲(chǔ)能形式。目前,各類(lèi)儲(chǔ)能方案主要可以分為熱儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能以及化學(xué)儲(chǔ)能等幾大類(lèi)。其中機(jī)械儲(chǔ)能中的抽水蓄能是當(dāng)前最主要的傳統(tǒng)儲(chǔ)能方式,占到中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)總量的77%,在新型儲(chǔ)能中鋰離子電池是當(dāng)前最主要的方案,占到了新型儲(chǔ)能裝機(jī)的94%左右。
 
 
在當(dāng)前儲(chǔ)能方案下,未來(lái)還存在大量的可再生能源功率調(diào)節(jié)缺口。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織的預(yù)測(cè),隨著未來(lái)非水可再生能源裝機(jī)規(guī)模的增長(zhǎng),我國(guó)的電力系統(tǒng)將產(chǎn)生巨大的功率調(diào)節(jié)缺口,缺口主要來(lái)自于三個(gè)方面:第一,靈活性煤電機(jī)組、天然氣發(fā)電機(jī)組作為化石能源發(fā)電方式,在碳中和的目標(biāo)下規(guī)模受到限制;第二,抽水蓄能受限于地理?xiàng)l件等因素,發(fā)展規(guī)模具有上限;第三,電化學(xué)儲(chǔ)能是目前快速發(fā)展的新型儲(chǔ)能方式,但在長(zhǎng)周期、大規(guī)模儲(chǔ)能需求的應(yīng)用上仍然面臨著鋰資源約束、成本偏高、安全性等問(wèn)題。
 
在此情景下,可再生能源功率調(diào)節(jié)缺口在2030年將達(dá)到1200GW,2050年將達(dá)到超過(guò)2500GW,因此,未來(lái)可再生能源系統(tǒng)的發(fā)展還需要補(bǔ)充新的儲(chǔ)能方式以滿(mǎn)足能源轉(zhuǎn)型的需求。
 
 
氫能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)均可為電力系統(tǒng)提供靈活性。在電源側(cè)與風(fēng)光結(jié)合的就地制氫可以實(shí)現(xiàn)富余可再生電力的消納,平抑發(fā)電功率的波動(dòng)。在電網(wǎng)側(cè),可以通過(guò)電解制氫+氫能發(fā)電的模式實(shí)現(xiàn)氫儲(chǔ)能以幫助電網(wǎng)調(diào)峰。在負(fù)荷側(cè),電解水制氫加氫一體站等分布式的制氫/用氫場(chǎng)景也可以根據(jù)電價(jià)的高低進(jìn)行擇時(shí)制氫,以實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)。
 
 
氫能的靈活性?xún)?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在大規(guī)模長(zhǎng)周期儲(chǔ)能,以及可以面向用氫場(chǎng)景直接利用。目前常見(jiàn)的儲(chǔ)能方式主要可以分為電化學(xué)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三大類(lèi)。
 
從儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)來(lái)看,電化學(xué)儲(chǔ)能適用于分鐘或小時(shí)級(jí)的儲(chǔ)能,利用電池的快速充放電響應(yīng)能力實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻。物理儲(chǔ)能以抽水蓄能為代表,這類(lèi)儲(chǔ)能一般具有更大的容量,適合于以天為時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能,可以利用水的抽蓄及發(fā)電實(shí)現(xiàn)日內(nèi)或日間的功率平衡。
 
 
而氫儲(chǔ)能則是一種更適合于長(zhǎng)周期大規(guī)模場(chǎng)景的儲(chǔ)能方式,可以實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)的儲(chǔ)能,這一方面得益于相比于電池的自放電、水的蒸發(fā)耗散,氫作為一種穩(wěn)定的化學(xué)品更適合長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存,因而更適合跨季節(jié)的長(zhǎng)周期儲(chǔ)能,另一方面,氫儲(chǔ)能在大規(guī)模的儲(chǔ)能場(chǎng)景下也更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),氫儲(chǔ)能的制儲(chǔ)部分主要由制氫系統(tǒng)(功率)和儲(chǔ)氫系統(tǒng)(容量)分別構(gòu)成,可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能功率與儲(chǔ)能容量的解耦,因而在長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模的儲(chǔ)能場(chǎng)景下,氫儲(chǔ)能容量的增加主要依靠擴(kuò)大儲(chǔ)氫系統(tǒng)的容量,可以實(shí)現(xiàn)更低的規(guī)模化成本;相比電化學(xué)儲(chǔ)能受到蓄電池原理的約束,功率和容量耦合,在大規(guī)模儲(chǔ)能的場(chǎng)景下規(guī)模化降本的潛力較小,所需的成本較高。有研究表明,規(guī)模化儲(chǔ)氫比規(guī)模化儲(chǔ)電的成本要低一個(gè)數(shù)量級(jí)。
 
從應(yīng)用場(chǎng)景上來(lái)看,其他儲(chǔ)能方式一般為電→X→電的閉環(huán)系統(tǒng),也即最終能源還需要以電力的形式進(jìn)行輸出。而氫作為一種燃料和化工原料,在下游有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景,可以實(shí)現(xiàn)電→H2→X的開(kāi)環(huán)儲(chǔ)能模式,也即由電制取的氫可以直接面向不同場(chǎng)景進(jìn)行應(yīng)用,具有更高的場(chǎng)景靈活性,也可以避免更多的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)以提高儲(chǔ)能效率。
 
 
在能源消費(fèi)側(cè)是電力的重要配套和補(bǔ)充
 
由于可再生能源的電力屬性,未來(lái)的能源系統(tǒng)將以電力的生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)為基礎(chǔ),這是氫能發(fā)展的基本背景。從一次能源供給側(cè)來(lái)看,以風(fēng)能、光能、水能等為代表的零碳可再生能源將成為主要的能源供給,并以電力的形式輸送到電網(wǎng)。從終端能源消費(fèi)側(cè)來(lái)看,由于能源供給以電力為主要形式,電力也將成為最主要的能源消費(fèi)品種。在部分難以應(yīng)用電力的終端用能場(chǎng)景,以化石能源,以及氫能等清潔燃料進(jìn)行補(bǔ)充。
 
在上述能源系統(tǒng)架構(gòu)下,氫能未來(lái)的發(fā)展空間源自?xún)蓚€(gè)方面:一是“新能源”對(duì)“舊能源”的替代,從構(gòu)建零碳能源系統(tǒng)的最終目標(biāo)出發(fā),化石能源是要被逐漸替代的“舊能源”,而電力、氫能由于在終端使用過(guò)程中不產(chǎn)生碳排放,是未來(lái)將要發(fā)展的“新能源”。這一替代是由我國(guó)的雙碳戰(zhàn)略、能源革命和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)所決定的,是高確定性的,也是氫能未來(lái)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。
 
二是氫能對(duì)電力的配套和補(bǔ)充,在終端用能側(cè),電力和氫能同屬清潔能源,在未來(lái)以電力為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)架構(gòu)下,氫能的發(fā)展空間實(shí)際來(lái)自于對(duì)電力無(wú)法應(yīng)用或不便應(yīng)用場(chǎng)景的配套補(bǔ)充。
 
因此,考察氫能的發(fā)展空間,應(yīng)當(dāng)關(guān)注具體場(chǎng)景下氫能相對(duì)電力的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在未來(lái)以電力為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)中,在終端用能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)相對(duì)電力的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),是氫能發(fā)展的根本邏輯。
 
 
由于氫的最終替代對(duì)象為電力,因此氫的終端應(yīng)用潛力將來(lái)自于難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生電力替代的領(lǐng)域,而氫能的根本優(yōu)勢(shì)來(lái)自于其燃料/原料屬性和靈活性。燃料/原料屬性是氫與電力在能源性質(zhì)上的根本差異,使得氫可以有不同于電力的更多的應(yīng)用場(chǎng)景。
 
梳理各終端用能領(lǐng)域,電力較難應(yīng)用的場(chǎng)景主要集中在交通領(lǐng)域以及重工業(yè)領(lǐng)域。在交通領(lǐng)域,重卡、礦卡、船運(yùn)、空運(yùn)等長(zhǎng)途或重型的運(yùn)輸場(chǎng)景都具有能耗高的特點(diǎn),使得運(yùn)載工具所需要攜帶的能源總量較大。電力的特殊性使得其存儲(chǔ)往往需要轉(zhuǎn)換為其他能量形式(例如化學(xué)能),并通過(guò)特定載體(例如鋰電池)來(lái)實(shí)現(xiàn),因此其儲(chǔ)存的能量密度較小,在對(duì)能量密度有要求的高耗能場(chǎng)景較難應(yīng)用。而氫能作為傳統(tǒng)的氣體燃料,無(wú)需能量轉(zhuǎn)換可以直接儲(chǔ)存,儲(chǔ)氫瓶可以實(shí)現(xiàn)的能量密度也遠(yuǎn)高于鋰電池,因此相比電力更加適合長(zhǎng)途重載的交通場(chǎng)景。
 
在重工業(yè)領(lǐng)域,一方面化工、冶金等特定的工業(yè)流程需要相應(yīng)的化學(xué)原料以及還原劑;另一方面,重工業(yè)流程往往需要五百度以上甚至過(guò)千度的高溫,而目前對(duì)于非導(dǎo)體的高溫電加熱技術(shù)還不夠成熟。目前,上述提供高溫同時(shí)作為原料、還原劑的角色主要由化石燃料承擔(dān),在電力難以替代的情況下,作為清潔燃料的氫能就成為了更好的替代方案。
 
 
在電力和氫能同時(shí)可以應(yīng)用的場(chǎng)景下,氫能的靈活性可以賦予其相對(duì)電力的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)。通常來(lái)講,由于未來(lái)氫能的主要來(lái)源為電解水制氫,定位于一種由電力制取的能源形式,直觀來(lái)看,電解制氫,或電解水制氫+燃料電池發(fā)電過(guò)程的效率損失使得用氫的經(jīng)濟(jì)性很難優(yōu)于直接用電。
 
但隨著我國(guó)可再生能源的迅速發(fā)展,電力系統(tǒng)中不穩(wěn)定電源的占比迅速提升,電網(wǎng)供需調(diào)節(jié)需求的快速增大,也在逐漸推動(dòng)電力系統(tǒng)價(jià)格體系的變革,使得氫能的靈活性?xún)?yōu)勢(shì)有望在經(jīng)濟(jì)性上體現(xiàn)。目前,電解水制氫的成本中用電成本占比大約 75%,用電價(jià)格是制氫成本最主要的影響因素,依托于電力價(jià)格體系的逐漸市場(chǎng)化,氫的靈活性不僅可以體現(xiàn)在電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能中,也可以使得在終端用能側(cè)選擇低電價(jià)時(shí)刻制氫、進(jìn)而降低制氫成本得以實(shí)現(xiàn),這本質(zhì)上也是利用氫的靈活性參與電網(wǎng)供需調(diào)節(jié),從而獲得收益。
 
以目前各地區(qū)的峰谷電價(jià)為例,如浙江、山東、江蘇、陜西等地的谷電價(jià)格僅為平時(shí)電價(jià)的1/2左右,峰時(shí)電價(jià)的1/3左右。價(jià)差最大的山東,其谷時(shí)電價(jià)僅為平時(shí)電價(jià)的1/3,峰時(shí)電價(jià)的1/5。
 
這意味著利用氫能的靈活性,在這些地區(qū)選擇谷電時(shí)刻制氫可以大大降低制氫成本,使得用氫的經(jīng)濟(jì)性可以接近甚至超過(guò)平時(shí)或峰時(shí)用電的經(jīng)濟(jì)性。
 
 
未來(lái)隨著不穩(wěn)定電源比例的增加,將使得氫的靈活性?xún)?yōu)勢(shì)更加顯現(xiàn)。2022年以來(lái),電價(jià)機(jī)制政策密集出臺(tái)。長(zhǎng)期來(lái)看,電力現(xiàn)貨市場(chǎng)不斷完善,范圍不斷擴(kuò)大;短期來(lái)看,峰谷價(jià)差拉大,谷電價(jià)格進(jìn)一步下降是趨勢(shì)。上述變化都有利于氫能利用靈活性實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降本。
 
閱讀上文 >> 工信部373批:企業(yè)新秀逐步增多,現(xiàn)代開(kāi)始進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)
閱讀下文 >> 燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)火爆,2023年上半年產(chǎn)銷(xiāo)數(shù)據(jù)分析及后期預(yù)測(cè)

版權(quán)與免責(zé)聲明:
凡注明稿件來(lái)源的內(nèi)容均為轉(zhuǎn)載稿或由企業(yè)用戶(hù)注冊(cè)發(fā)布,本網(wǎng)轉(zhuǎn)載出于傳遞更多信息的目的,如轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)作者聯(lián)系我們,同時(shí)對(duì)于用戶(hù)評(píng)論等信息,本網(wǎng)并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性;


本文地址:http://www.tjhndf.com/shichangfenxi/show-844.html

轉(zhuǎn)載本站原創(chuàng)文章請(qǐng)注明來(lái)源:中國(guó)氫能與燃料電池網(wǎng)

按分類(lèi)瀏覽

點(diǎn)擊排行

圖文推薦

推薦市場(chǎng)分析

主站蜘蛛池模板: 国产精品久久久尹人香蕉 | 精品亚洲无人区一区二区 | 国产精品国产三级国产an不卡 | 久久噜噜噜久久亚洲va久 | 免费一级毛片视频 | 精品国产一区二区在线观看 | 国产黄三级三·级三级 | 国产成人精品综合 | 国产片18在线观看 | 国产愉拍精品视频手机 | 麻豆国产精品有码在线观看 | 精品国产乱码一区二区三区麻豆 | 国产精品线在线精品国语 | 俄罗斯特级毛片 | 国产偷人视频免费观看 | 国产一级久久免费特黄 | 美女黄色一级片 | 男女交性过程视频无遮挡网站 | 久久综合九色综合网站 | 男人的天堂97 | 国产jizzhd精品国产 | 国产精品视频久久久久久 | 看全大色黄大色黄大片一级爽 | 黄色片免费观看网站 | 国产高清国内精品福利色噜噜 | 国产欧美日韩高清专区ho | 免费视频a| 国内一级一级毛片a免费 | 久热精品在线视频 | 国产福利社区 | 精品三级国产精品经典三 | 国产成人影院一区二区 | 精品啪啪 | 国内精品久久久久激情影院 | 大香伊蕉日本一区二区 | 精品成人免费自拍视频 | 免费一级特黄特色黄大任片 | 美女牲交视频一级毛片 | 精品国产免费人成高清 | 久久99国产亚洲高清观看首页 | 国产网站在线看 |