一、氫儲(chǔ)能系統(tǒng)與技術(shù)

氫儲(chǔ)能系統(tǒng)

現(xiàn)有的儲(chǔ)能系統(tǒng)主要分為五類：機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等；電化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池；電磁儲(chǔ)能包括超級(jí)電容器儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能；熱儲(chǔ)能是將熱能儲(chǔ)存在隔熱容器的媒介中，適時(shí)實(shí)現(xiàn)熱能直接利用或者熱發(fā)電；化學(xué)儲(chǔ)能是指利用氫等化學(xué)物作為能量的載體。儲(chǔ)能即儲(chǔ)存能量，根據(jù)能量形式的不同，儲(chǔ)能又可以分為電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三類。機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能屬于電儲(chǔ)能，目的是儲(chǔ)電，適用于充放電短周期內(nèi)的就地使用。

氫儲(chǔ)能與其他儲(chǔ)能方式相比，具有以下4個(gè)方面的明顯優(yōu)勢：

①在新能源消納方面，氫儲(chǔ)能在放電時(shí)間（小時(shí)至季度）和容量規(guī)模（百吉瓦級(jí)別）上的優(yōu)勢比其他儲(chǔ)能明顯；

②在規(guī)模儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性方面，隨著儲(chǔ)能時(shí)間的增加，儲(chǔ)能系統(tǒng)的邊際價(jià)值下降，可負(fù)擔(dān)的總成本也將下降，規(guī)模化儲(chǔ)氫比儲(chǔ)電的成本要低一個(gè)數(shù)量級(jí)；

③在儲(chǔ)運(yùn)方式靈活性方面，氫儲(chǔ)能可采用長管拖車、管道輸氫、天然氣摻氫、特高壓輸電 ? 受端制氫和液氨等方式；

④在地理限制與生態(tài)保護(hù)上，相較于抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能等大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，氫儲(chǔ)能不需要特定的地理?xiàng)l件且不會(huì)破環(huán)生態(tài)環(huán)境。

截至2021年11月，世界主要發(fā)達(dá)國家在運(yùn)營的氫儲(chǔ)能設(shè)施已有9座，均分布在歐盟。目前，國內(nèi)也有少量氫儲(chǔ)能項(xiàng)目已正式運(yùn)行或試運(yùn)行。

二、氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值分析

相比于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)有以下幾點(diǎn)重要變化：

①從發(fā)電側(cè)形態(tài)上看，將從以火電為主轉(zhuǎn)向以風(fēng)、光等新能源發(fā)電為主。特征變化方面，從高碳電力系統(tǒng)變?yōu)榈吞茧娏ο到y(tǒng)、從連續(xù)可控電源變?yōu)殡S機(jī)波動(dòng)電源。

②從電網(wǎng)側(cè)形態(tài)上看，將從單一大電網(wǎng)演變?yōu)榇箅娋W(wǎng)與微電網(wǎng)互補(bǔ)并存。特征變化方面，從剛性電網(wǎng)變?yōu)殪`活韌性電網(wǎng)、電網(wǎng)數(shù)字化水平從低到高。

③從用戶側(cè)形態(tài)來看，將從電力消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Α爱a(chǎn)消者”。特征變化方面，從靜態(tài)負(fù)荷資源轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)可調(diào)負(fù)荷資源、從單向電能供給變?yōu)殡p向電能互濟(jì)、終端電能替代比例從低到高。

④從電能平衡方式上看，將由“源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸淳W(wǎng)荷儲(chǔ)”互動(dòng)。特征變化方面，從自上而下調(diào)度模式變?yōu)槿W(wǎng)協(xié)同的調(diào)度模式、從實(shí)時(shí)平衡模式變?yōu)榉峭耆珜?shí)時(shí)平衡模式。

⑤從技術(shù)基礎(chǔ)形態(tài)上看，將從以同步機(jī)為主的機(jī)械電磁系統(tǒng)變?yōu)橐酝綑C(jī)和電力電子設(shè)備共同主導(dǎo)的混合系統(tǒng)。特征變化方面，從高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)變?yōu)槿蹀D(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)。

針對上述變化，新型電力系統(tǒng)面臨著諸多新訴求：

①構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心是新能源成為主體電源后如何實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間尺度上的功率與能量平衡，其關(guān)鍵在于統(tǒng)籌發(fā)展不同功能定位的儲(chǔ)能。電化學(xué)儲(chǔ)能主要解決系統(tǒng)短期尺度的功率平衡，難以應(yīng)對周、月、季等長期尺度下的能量不平衡問題，亟需引入先進(jìn)的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。

②隨著新能源逐步取代化石能源裝機(jī)，能量在空間上的不平衡性愈發(fā)凸顯?，F(xiàn)階段調(diào)峰資源以火電機(jī)組、抽水蓄能電站為主，跨區(qū)域調(diào)峰能力受輸配電網(wǎng)絡(luò)布局和容量的限制，且隨著煤電機(jī)組的提前退役和抽水蓄能電站開發(fā)殆盡，未來調(diào)節(jié)能力有限，亟需引入大規(guī)模、跨區(qū)域的新興調(diào)峰手段。

③電能替代是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要手段。然而，單純依靠電氣化難以實(shí)現(xiàn)重卡運(yùn)輸、鐵路貨運(yùn)、航空航天等交通領(lǐng)域和冶金、水泥、化工等工業(yè)領(lǐng)域的深度脫碳，新型電力系統(tǒng)亟需與其他深度脫碳的能源品種進(jìn)行有機(jī)融合。

氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的定位有別于電化學(xué)儲(chǔ)能，主要是長周期、跨季節(jié)、大規(guī)模和跨空間儲(chǔ)存的作用，在新型電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷”中具有豐富的應(yīng)用場景。

（一）氫儲(chǔ)能在電源側(cè)的應(yīng)用價(jià)值

氫儲(chǔ)能在電源側(cè)的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在減少棄電、平抑波動(dòng)和跟蹤出力等方面。

1. 利用風(fēng)光棄電制氫

由于光伏、風(fēng)力等新能源出力具有天然的波動(dòng)性，棄光、棄風(fēng)問題一直存在于電力系統(tǒng)中。隨著我國“雙碳”目標(biāo)下新能源裝機(jī)和發(fā)電量的快速增長，未來新能源消納仍有較大隱憂。因此，利用廣義氫儲(chǔ)能將無法并網(wǎng)的電能就地轉(zhuǎn)化為綠氫，不僅可以解決新能源消納問題，并可為當(dāng)?shù)毓I(yè)、交通和建筑等領(lǐng)域提供清潔廉價(jià)的氫能，延長綠色產(chǎn)業(yè)鏈條。國家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國棄水、棄風(fēng)和棄光電量為3.01×1010 kW·h、1.66×1010 kW·h和5.26×109 kW·h。制氫電耗按照5 kW·h/Nm3計(jì)算，理論上總棄電量可制取綠氫9.28×105 t。

2. 平抑風(fēng)光出力波動(dòng)

質(zhì)子交換膜（PEM）電解技術(shù)可實(shí)現(xiàn)輸入功率秒級(jí)、毫秒級(jí)響應(yīng)，可適應(yīng)0~160%的寬功率輸入，冷啟動(dòng)時(shí)間小于5 min，爬坡速率為每秒100%，使得氫儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過實(shí)時(shí)地調(diào)整跟蹤風(fēng)電場、光伏電站的出力。氫儲(chǔ)能系統(tǒng)在風(fēng)電場、光伏電站出力尖峰時(shí)吸收功率，在其出力低谷時(shí)輸出功率。風(fēng)光總功率加上儲(chǔ)氫能的功率后的聯(lián)合功率曲線變得平滑，從而提升新能源并網(wǎng)友好性，支撐大規(guī)模新能源電力外送。

3. 跟蹤計(jì)劃出力曲線

通過對風(fēng)電場、光伏電站的出力預(yù)測，有助于電力系統(tǒng)調(diào)度部門統(tǒng)籌安排各類電源的協(xié)調(diào)配合，及時(shí)調(diào)整調(diào)度計(jì)劃，從而降低風(fēng)光等隨機(jī)電源接入對電力系統(tǒng)的影響。另一方面，隨著新能源逐步深入?yún)⑴c我國電力市場，功率預(yù)測也是報(bào)量、報(bào)價(jià)的重要基礎(chǔ)。然而，由于預(yù)測技術(shù)的限制，風(fēng)光功率預(yù)測仍存在較大誤差。利用氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的大容量和相對快速響應(yīng)的特點(diǎn)，對風(fēng)光實(shí)際功率與計(jì)劃出力間的差額進(jìn)行補(bǔ)償跟蹤，可大幅度地縮小與計(jì)劃出力曲線的偏差。

（二）氫儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用價(jià)值

氫儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰容量和緩解輸變線路阻塞等方面。

1. 提供調(diào)峰輔助容量

電網(wǎng)接收消納新能源的能力很大程度上取決于其調(diào)峰能力。隨著大規(guī)模新能源的滲透及產(chǎn)業(yè)用電結(jié)構(gòu)的變化，電網(wǎng)峰谷差將不斷擴(kuò)大。我國電力調(diào)峰輔助服務(wù)面臨著較大的容量缺口，到2030年容量調(diào)節(jié)缺口將達(dá)到1200 GW，到2050年缺口將擴(kuò)大至約2600 GW。氫儲(chǔ)能具有高密度、大容量和長周期儲(chǔ)存的特點(diǎn)，可以提供非?？捎^的調(diào)峰輔助容量。

2. 緩解輸配線路阻塞

在我國部分地區(qū)，電力輸送能力的增長跟不上電力需求增長的步伐，在高峰電力需求時(shí)輸配電系統(tǒng)會(huì)發(fā)生擁擠阻塞，影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。因此，大容量的氫儲(chǔ)能可充當(dāng)“虛擬輸電線路”，安裝在輸配電系統(tǒng)阻塞段的潮流下游，電能被存儲(chǔ)在沒有輸配電阻塞的區(qū)段，在電力需求高峰時(shí)氫儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放電能，從而減少輸配電系統(tǒng)容量的要求，緩解輸配電系統(tǒng)阻塞的情況。

（三）氫儲(chǔ)能在負(fù)荷側(cè)的應(yīng)用價(jià)值

氫儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在參與電力需求響應(yīng)、實(shí)現(xiàn)電價(jià)差額套利以及作為應(yīng)急備用電源等方面。

1. 參與電力需求響應(yīng)

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建理念將由傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”演進(jìn)為“荷隨源動(dòng)”甚至“源荷互動(dòng)”。在此背景下，負(fù)荷側(cè)的靈活性資源挖掘十分重要。分布式氫燃料電池電站和分布式制氫加氫一體站可作為高彈性可調(diào)節(jié)負(fù)荷，可以快速響應(yīng)不匹配電量。前者直接將氫能的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，用于“填谷”。后者通過調(diào)節(jié)站內(nèi)電制氫功率進(jìn)行負(fù)荷側(cè)電力需求響應(yīng)，用于“削峰”。

2. 實(shí)現(xiàn)電價(jià)差額套利

電力用戶將由單一的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲偷摹爱a(chǎn)消者”。我國目前絕大部分省市工業(yè)用戶均已實(shí)施峰谷電價(jià)制來鼓勵(lì)用戶分時(shí)計(jì)劃用電。氫儲(chǔ)能用于峰谷電價(jià)套利，用戶可以在電價(jià)較低的谷期利用氫儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)電能，在高峰時(shí)期使用燃料電池釋放電能，從而實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)套利。目前，從2021年國內(nèi)工商業(yè)電價(jià)來看，我國一半以上地區(qū)可以達(dá)到3∶1峰谷價(jià)差要求，價(jià)差值在0.5~0.7元/kW·h。此外，我國一些省份已開始實(shí)施季節(jié)價(jià)差（如浙江省），提高了夏季和冬季的電價(jià)。隨著我國峰谷電價(jià)的不斷拉大和季節(jié)電價(jià)的執(zhí)行，氫儲(chǔ)能存在著一定的套利空間。

3. 作為應(yīng)急備用電源

柴油發(fā)電機(jī)、鉛酸蓄電池或鋰電池是目前應(yīng)急備用電源系統(tǒng)的主流。使用柴油發(fā)電機(jī)的短板在于噪音大、高污染排放。鉛酸蓄電池或鋰電池則面臨使用壽命較短、能量密度低、續(xù)航能力差等缺陷。在此情況下，環(huán)保、靜音、長續(xù)航的移動(dòng)式氫燃料電池是最理想的替代方案之一。例如，國內(nèi)首臺(tái)單電堆功率超過120 kW氫燃料電池移動(dòng)應(yīng)急電源參與抗擊廣東省的“山竹”臺(tái)風(fēng)。

氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)應(yīng)用的挑戰(zhàn)及展望

（一）氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)應(yīng)用挑戰(zhàn)

現(xiàn)階段，受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策和標(biāo)準(zhǔn)等因素的制約，氫能在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

1. 氫儲(chǔ)能系統(tǒng)效率相對較低

現(xiàn)階段，抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、鋰電池、鈉硫電池以及各種電磁儲(chǔ)能的能量轉(zhuǎn)化效率均在70%以上。相對而言，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)效率較低。其中，國內(nèi)“電 ? 氫”轉(zhuǎn)化過程的堿性電解水、PEM電解水和固體氧化物（SO）電解水制氫效率分別為63%~70%、56%~60%和74%~81%。廣義氫儲(chǔ)能僅考慮“電 ? 氫”轉(zhuǎn)化過程，SO電解效率與其他儲(chǔ)能具有可比性，而堿性和PEM相對較低。另一方面，“氫 ? 電”轉(zhuǎn)化過程的燃料電池發(fā)電效率為50%~60%，其中有大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能。狹義氫儲(chǔ)能的“電 ? 氫 ? 電”過程存在兩次能量轉(zhuǎn)換，整體效率僅有40%左右，與其他儲(chǔ)能的效率差距明顯。

2. 氫儲(chǔ)能系統(tǒng)成本相對較高

當(dāng)前抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能投資功率成本約為7000元/kW，電化學(xué)儲(chǔ)能成本約為2000元/kW，而氫儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約為13 000元/kW，遠(yuǎn)高于其他儲(chǔ)能方式。其中，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)造價(jià)約9000元/kW，占到總投資的近70%?；赑EM和SO技術(shù)的可逆式燃料電池（RFC）可以將燃料電池和電解池集成于一體，從而降低投資成本。然而，國內(nèi)RFC技術(shù)與國際先進(jìn)水平有一定差距，主要體現(xiàn)在技術(shù)成熟度、示范規(guī)模、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性方面，關(guān)鍵核心材料也主要依賴進(jìn)口。

3. 電氫耦合政策體系仍不完善

針對電氫耦合的頂層規(guī)劃和激勵(lì)機(jī)制尚不完善。氫能已被國家作為中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)研究方向，氫儲(chǔ)能也被明確納入“新型儲(chǔ)能”，但關(guān)于電氫耦合的頂層規(guī)劃有待完善。在頂層的補(bǔ)貼與獎(jiǎng)勵(lì)方面，2020年國家層面已發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式，對符合條件的城市群開展燃料電池汽車技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用給予獎(jiǎng)勵(lì)。該政策間接性地推動(dòng)了氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范和規(guī)?；?。但在上游的電解水制取綠氫環(huán)節(jié)，僅有部分省份出臺(tái)了政策性的電價(jià)優(yōu)惠，相應(yīng)的頂層激勵(lì)機(jī)制仍然缺失。

4. 電氫耦合標(biāo)準(zhǔn)體系仍不健全

隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)范和支撐作用也日趨明顯。我國于2008年批準(zhǔn)成立了全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC309）和全國燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC342），分別構(gòu)建了我國的氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和燃料電池標(biāo)準(zhǔn)體系。截至2021年4月，現(xiàn)行氫能相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)95項(xiàng)，涉及氫安全、臨氫材料、氫品質(zhì)、制氫、氫儲(chǔ)運(yùn)、加氫站、燃料電池和氫能應(yīng)用等方面。但國家標(biāo)準(zhǔn)層面主要集中在氫能應(yīng)用燃料電池技術(shù)方面，其他領(lǐng)域氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對薄弱，且有相當(dāng)部分標(biāo)準(zhǔn)的制定年限較為久遠(yuǎn)，現(xiàn)階段適用性不強(qiáng)。因此，在電氫耦合方面，仍需進(jìn)一步加快制定 / 修訂新能源制氫、電制氫加氫一體化、可逆式燃料電池、電氫耦合系統(tǒng)運(yùn)行等標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要再進(jìn)一步提升政、產(chǎn)、學(xué)、研各方的協(xié)同水平。

（二）氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)應(yīng)用展望

氫儲(chǔ)能將應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷”的各個(gè)環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)電氫耦合發(fā)展態(tài)勢。針對氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)，本文從以下幾個(gè)方面對氫儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)的未來發(fā)展進(jìn)行展望。

1. 廣義氫儲(chǔ)能為主、狹義氫儲(chǔ)能為輔

現(xiàn)階段應(yīng)以推廣效率高、成本低的“電 ? 氫”廣義氫儲(chǔ)能方式為主，直接為我國的交通、建筑和工業(yè)等終端部門提供高純度氫氣。在狹義氫儲(chǔ)能的“氫 ? 電”轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，充分利用氫燃料電池的熱電聯(lián)產(chǎn)特性，實(shí)現(xiàn)不同品位能量的梯級(jí)利用，提高能量的轉(zhuǎn)化效率。針對氫儲(chǔ)能成本過高的問題，積極探索共享儲(chǔ)能、融資租賃、跨季節(jié)價(jià)差套利等多元化商業(yè)模式來降低成本。與此同時(shí)，通過設(shè)立氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金、借助資本市場拓展氫儲(chǔ)能融資渠道、加強(qiáng)綠色信貸支持氫儲(chǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方式，構(gòu)建氫儲(chǔ)能金融政策體系。未來，隨著新能源電力價(jià)格以及電解資本支出的下降，氫儲(chǔ)能中的電解系統(tǒng)成本將大幅下降。當(dāng)電價(jià)為0.5元/kW·h時(shí)，堿性電解和PEM電解的單位制氫成本分別為33.9元/kg和42.9元/kg，而當(dāng)電價(jià)下降為0.1元/kW·h時(shí)，上述數(shù)值分別僅為9.2元/kg和20.5元/kg。與此同時(shí)，隨著規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)成熟，堿性和PEM電解槽投資成本將以每年9%和13%的學(xué)習(xí)率下降，氫燃料電池和儲(chǔ)氫罐成本也分別以11%~17%、10%~13%的速率下降。

2. 充分發(fā)揮市場力量促進(jìn)氫儲(chǔ)能發(fā)展

借助“加快建設(shè)全國統(tǒng)一大市場”的契機(jī)，構(gòu)建氫能市場、電力市場和碳市場的多層次協(xié)同市場，促進(jìn)氫儲(chǔ)能發(fā)展。在氫能市場方面，積極探索我國氫能市場交易中心、結(jié)算中心建設(shè)，并關(guān)注氫能進(jìn)出口國際貿(mào)易，可從擁有豐富可再生能源資源的沙特阿拉伯、智利等國家進(jìn)口低成本綠氫，并利用我國海上風(fēng)電制氫優(yōu)勢向日本、韓國等高氫氨需求國家出口氫氨能源；在電力市場方面，我國電力輔助服務(wù)市場建設(shè)尚處于初級(jí)階段，需要健全覆蓋氫儲(chǔ)能的價(jià)格機(jī)制，探索氫儲(chǔ)能參與電力市場的交易規(guī)則；在碳市場方面，未來將被納入碳交易體系的八大行業(yè)中，既有直接生產(chǎn)氫氣的化工行業(yè)，也有鋼鐵、建材等氫氣需求行業(yè)，需要積極探索氫能行業(yè)合理的碳價(jià)信號(hào)，引導(dǎo)高碳制氫工藝向低碳制氫工藝轉(zhuǎn)變、高碳用氫環(huán)節(jié)向低碳用氫環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變，并推動(dòng)綠氫的碳減排量納入核證自愿減排量（CCER）市場交易。最后，加強(qiáng)氫能市場、電力市場、碳市場的頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃，做好政策協(xié)調(diào)和機(jī)制協(xié)同。

3. 積極探索氫能運(yùn)輸方式的最優(yōu)組合

我國風(fēng)光資源集中在“三北”地區(qū)、水資源集中在西南地區(qū)，而氫能主要需求在東南沿海地區(qū)，呈逆向分布。在氫能短距離運(yùn)輸方面，高壓氣態(tài)拖車運(yùn)氫具有明顯成本優(yōu)勢。以20 MPa壓力為例，當(dāng)運(yùn)輸距離為200 km以下時(shí)，氫氣的運(yùn)輸成本僅為9.57元/kg；而距離增加至500 km時(shí)，運(yùn)輸成本將近22.3元/kg。此外，該方式人工費(fèi)占比較高，下降空間有限。

因此，在氫能長距離運(yùn)輸方面，需要積極探索以下多種新興方式：

①利用現(xiàn)有西氣東輸、川氣東輸?shù)扔?0 000 km天然氣主干管網(wǎng)和龐大的支線管網(wǎng)，摻入一定安全比例（5%~20%）氫氣進(jìn)行輸送；

②利用我國世界領(lǐng)先的“十四交十二直”26項(xiàng)特高壓工程輸電線路，采用“特高壓輸電+受側(cè)制氫”模式進(jìn)行氫氣虛擬運(yùn)輸；

③利用液氨儲(chǔ)運(yùn)的成本和安全優(yōu)勢，將液氨作為氫氣儲(chǔ)運(yùn)介質(zhì)，采用“氫 ? 氨 ? 氫”模式進(jìn)行氫氣運(yùn)輸。據(jù)預(yù)測，當(dāng)運(yùn)輸距離為10 000 km時(shí)，2030年液氨運(yùn)輸成本大概在16.7元/kg，2050年下降至4.7元/kg。未來需要進(jìn)一步對比多種新興路線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，尋求氫能運(yùn)輸方式的最優(yōu)組合。

4. 氫儲(chǔ)能發(fā)展加速電力系統(tǒng)形態(tài)演進(jìn)

氫儲(chǔ)能的大規(guī)模發(fā)展將加速電力系統(tǒng)形態(tài)演進(jìn)，促進(jìn)新型電力系統(tǒng)建成：

①氫儲(chǔ)能可以突破新能源電力占比的限制，促進(jìn)更高比例的新能源發(fā)展，快速支撐新型電力系統(tǒng)內(nèi)新能源裝機(jī)占比和發(fā)電占比超過50%；

②電解制氫、儲(chǔ)氫和氫燃料電池發(fā)電可構(gòu)建微電網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行熱、電、氫多元能源聯(lián)供，有效解決偏遠(yuǎn)地區(qū)清潔用能的問題，并提高微電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的滲透率，增強(qiáng)新型電力系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力；

③氫儲(chǔ)能作為電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷”多側(cè)的關(guān)鍵靈活性資源，可促進(jìn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)在不同時(shí)間尺度上的電力電量平衡；

④氫儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為能源樞紐之一，可在源側(cè)、荷側(cè)實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)。在電源側(cè)，氫儲(chǔ)能可以促進(jìn)“風(fēng)光氫儲(chǔ)一體化”“風(fēng)光水火儲(chǔ)氫一體化”等多能互補(bǔ)綜合能源基地建設(shè)，在用戶側(cè)，制氫加氫一體站可以與加油站、加氣站和充電站進(jìn)行合建，形成綜合能源服務(wù)站。