加快建成新型電力系統!國內首個固態氫儲能加氫站在穗投產

　　近日，南方電網廣東廣州供電局在廣州南沙完成小虎島電氫智慧能源站建設。該站是國家重點研發計劃項目的示范工程，也是國內首個應用固態儲供氫技術的電網側儲能型加氫站，實現了從電解水制氫，到固態氫儲存，再到加氫、燃料電池發電和余電并網，氫和電的融合，將推動大規模穩定消納清潔能源，加快建成新型電力系統。

　　固態儲氫，小裝置發揮大作用

　　電網氫儲能是一種將綠色能源轉化成氫能儲存起來的技術，它清潔無污染、能量密度高、儲存時間長，被認為是構建新型電力系統的有力支撐，與之相關的技術已成為全球研發重點。

　　南沙小虎島電氫智慧能源站(以下簡稱“能源站”)采用的，是名為“固態儲氫”的技術。其原理是將氫氣與合金發生化學反應，氫原子進入金屬的空隙中存儲，生成了一種叫“氫化物”的固態物質，當需要對外供氫時，升高氫化物的環境溫度就可以釋放氫氣。

　　“相比于高壓氣態儲氫和低溫液態儲氫，固態儲氫的體積儲氫密度高、充放氫壓力低、安全性好、可跨季節長周期存儲。”南方電網廣東廣州供電局氫能源研究中心盧彥杉博士介紹道。

　　能源站所采用的核心技術和裝置全部國產化，固態儲氫裝置核心單元的體積儲氫密度指標達到國內領先水平。不僅如此，固態儲氫裝置可替代傳統加氫站中的氫壓縮機、高壓儲罐和純化系統，可使單站建設成本節約200余萬元。

　　值得一提的是，固態儲氫裝置的核心——儲氫合金，主要來自我國相對過剩的高豐度稀土元素和鈦資源，如果項目廣泛推廣，既可緩解稀土元素應用不平衡的問題，又可促進我國鈦資源的高效利用。

　　電氫轉換，一體化能源站解難題

　　走進廣州南沙小虎島上的電氫智慧能源站，似乎看到一個縮小版的煉油廠：密布的管網，蓄水罐、儲氣罐，加上各種壓力表，銀灰色的主色調呈現了一種簡約、整潔的工業之美。

　　這是一套從電解水制氫，到固態氫儲存，再到加氫、燃料電池發電，余電并網的一整套系統。“氫氣在電網的應用場景在這里幾乎齊活了。”南方電網廣東廣州供電局氫能源研究中心潘軍告訴記者。

　　在能源站現場，羊城晚報全媒體記者看到了靜靜矗立著的七個銀白色長方體，它們就是固態儲氫裝置。這套裝置無機械運動部件，在吸放氫處理過程中幾乎聽不見任何聲響。

　　能源站利用光伏發電，驅動電解水裝置制取“綠氫”，采用固態儲氫裝置儲氫，再通過升高固態儲氫裝置溫度釋放氫氣。氫氣既可供燃料電池發電，支撐電網調峰，解決電力系統靈活性調節資源不足的問題;又可為燃料電池車加氫，解決傳統加氫站機械壓縮氫氣容易泄漏、儲氫壓力高帶來的安全風險問題。

　　能源站內另配置了卸氣柱，可卸載外部氫氣管束車中的氫氣，利用站內的儲氫裝置和發電裝置實現“氫-電”轉換，既可參與電網調峰，又可應急供電，充分發揮了氫能作為能源載體的作用。

　　南方電網廣東廣州供電局氫能源研究中心雷金勇博士介紹道：“能源站通過氫能的制取、存儲、發電、加氫一體化，實現‘綠電’與‘綠氫’之間的靈活轉換，很好地解決了新能源發電的隨機性、季節性波動強的難題。”

　　電氫融合，為新型能源體系建設又添一瓦

　　2022年，國家發布了《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》，明確了氫能的能源屬性，其中提出：“開展氫儲能在可再生能源消納、電網調峰等應用場景的示范，探索培育‘風光發電+氫儲能’一體化應用新模式。”南方電網廣東廣州供電局在電網企業中率先成立了氫能源研究中心，將電氫融合作為支撐構建新型電力系統的一個重要突破口，開展了一系列技術攻關、平臺建設、示范驗證等工作，推動氫能在電力領域的應用。廣州南沙小虎島電氫智慧能源站，正是南方電網服務國家重大戰略、推進能源綠色低碳轉型、促進氫能產業高質量發展的創新探索實踐。

　　中國工程院院士、天津大學國家儲能平臺主任王成山教授告訴記者：“未來，氫能在終端能源體系中占比將會持續擴大，綠氫的比重也將持續提升。應該說電氫融合是支撐電力系統向高級形態演化的重大變革性技術之一。”目前，該項目已經列入《廣州市能源發展“十四五”規劃》，是在國內率先開展集成應用于交通和電網的氫能全產業鏈示范，有力推動我國氫能新技術應用和新模式落地，促進氫能與電能互補融合。

　　據國際氫能源委員會報告預測，2050年氫在終端能源體系占比將達到18%，產值達2.5萬億美元;中國工程院也有研究報告預測，保守估計到2050年氫在我國終端能源占比約10%，帶動形成十萬億級的新興產業。

　　來源：金羊網　作者：董鵬程 何靖治