香橙会：项边溪 || 氢储能即将迈入新阶段，燃料电池企业开启新蓝海

1月29日，国家发改委和国家能源局联合印发了《“十四五”新型储能发展实施方案》（以下简称“《方案》”）。《方案》指出，到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件。

方案将将氢(氨)储能列入“十四五”新型储能核心技术装备攻关重点方向、“十四五”新型储能标准体系重点方向以及“十四五”新型储能技术试点示范。开展依托可再生能源制氢(氨)的氧(氨)储能等试点示范，将探索风光氢储等源网荷储一体化和多能互补的储能发展模式列入“十四五”新型储能区域示范。

方案提出，到2025年，氢储能、热(冷)储能等长时间尺度储能技术取得突破。

氢储能是指氢能作为一种媒介，实现“可再生能源发电-水电解制氢-氢燃料电池发电”的能量转换过程，从而有效解决可再生能源的波动性和间歇性，起到稳定电网的作用。

下图是氢储能和几种储能方式比较。

图1储能介质比较，资料来源：公开资料

上图表明，氢储能技术路线被认为具备规模大、周期长、可跨季节储能等突出优势，是“可再生能源+储能”的重要发展方向，将与电化学储能互补，共同构成两种主要储能方式。

表1氢储能与电化学储能比较

资料来源：公开资料，香橙会氢能数据库整理。

“可再生能源发电+水电解制氢”制出的氢气又称为“绿氢”，是真正意义上零二氧化碳排放的制氢方式，将和工业副产氢共同构成主要氢气来源。

其中，PEM水电解被认为是未来主要的水电解制氢方式，尤其是在氢储能领域。因为PEM电解槽是氢燃料电池的逆反应装置，两者结构上完全一致，差异主要体现在材料体系上，从2021年开始，国内外燃料电池产业链企业已开始PEM电解槽及核心零部件的布局。

国外方面，包括Ballard、Plug Power、Cummins在内的燃料电池企业已推出PEM电解槽产品；国内方面，包括氢晨科技、上海治臻、鸿基创能、理工氢电、济平新能源等在内的燃料电池产业链企业也开始研发、生产PEM电解槽、膜电极、催化剂及其他关键零部件。

表2国内外燃料电池企业PEM水电解布局情况：

资料来源：香橙会研究院

在具体的氢储能示范项目上，根据香橙会氢能数据库统计，截止至2021年底，我国在建和示范运行的氢储能设施共有7座。其中，位于张家口在建的“张家口200MW/800MWh氢储能发电项目”是目前全球规模最大的氢储能项目，将安装80套5,000kW的电解槽，项目建设期为2年，预计2023年投入运行。

以下为中国7座在建和示范运行的氢储能设施：

表3 7座在建和示范运行的氢储能设施：

资料来源：香橙会氢能数据库

早在2020年12月21日，美国能源部(DOE)发布了储能大挑战路线图（Energy Storage Grand Challenge Roadmap），这是美国发布的首个关于储能的综合性战略。 该路线图提出了极具野心的目标：到2030年，可以在美国国内开发、制造能够满足美国所有市场需求的储能技术。

路线图包含“三大课题”和“五大路径”，并列举了储能的“三个技术方向”，其中氢储能（HES）是其中的三大技术之一。

目前，全球氢储能已进入示范阶段。据香橙会氢能数据库统计，截至2021年11月，主要发达国家在运营氢储能设施已有9座，电解槽装机量合计17.33MW。其中，最大的两处均在德国，电解槽装机量为6,000kW；另有两处氢储能设施在建，电解槽装机量合计2.8MW。

表4：发达国家氢储能设施

资料来源：香橙会氢能数据库