氫儲能系統(tǒng)一般包括電解水制氫設(shè)備、儲氫容器和燃料電池系統(tǒng)三大組成部分。受氫儲能發(fā)展勢頭上揚(yáng)影響,三大組件中的燃料電池系統(tǒng),因為與車載燃料電池系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)相似,也正成為燃料電池企業(yè)業(yè)務(wù)延伸的重要方向。
在氫能汽車起量緩慢的現(xiàn)實情況下,氫儲氫似乎成為了車用燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)商可以進(jìn)擊的新藍(lán)海市場,但有哪些需要注意的地方?
氫儲能市場興起
氫儲能技術(shù)是利用電力和氫能的互變性而發(fā)展起來的:利用電解制氫,將間歇波動、富余電能轉(zhuǎn)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他發(fā)電裝置發(fā)電回饋至電網(wǎng)系統(tǒng)。在雙碳目標(biāo)下,氫儲能正在成為當(dāng)下能源應(yīng)用的一個熱詞。
企業(yè)層面,入局者氫儲能的企業(yè)眾多。包括:陽光氫能可再生能源變功率制氫及氫儲能發(fā)電實證平臺已成功投運;高成綠能在全國首個5G基站燃料電池備用電站、全國首個氫電雙向轉(zhuǎn)換及儲能一體化燃料電池電站等成功開發(fā)經(jīng)驗上又連續(xù)中標(biāo)/交付多個燃料電池電站項目;鯤華科技?xì)鋬δ馨l(fā)電系統(tǒng)于今年3月重磅發(fā)布,發(fā)電功率高達(dá)500kW,近日其在第一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上又完成了第二代產(chǎn)品的迭代升級,功率達(dá)到了1MW。
中集安瑞科于2021年11月宣布聯(lián)手松下電器研發(fā)氫能熱電聯(lián)供集成化產(chǎn)品;國家電投200kW氫能發(fā)電設(shè)備項目落地江西,預(yù)計規(guī)劃投資約10億元,年產(chǎn)2000套200kW氫能發(fā)電設(shè)備;國家電網(wǎng)寧波慈溪氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程總投資額達(dá)2.16億元,預(yù)計將于2022年底建成。今年4月,格羅夫自主研發(fā)的640kW氫能發(fā)電裝備也正式面向全球發(fā)布。
另有明天氫能、氫藍(lán)時代、弗爾賽、格羅夫、東方氫能、豫氫動力等也已在這一方向展開布局。
政策層面,去年3月,國家在發(fā)布的“十四五”規(guī)劃中,將氫儲能被納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);今年1月,國家發(fā)改委、能源局正式印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,提出到2025年,包括氫儲能在內(nèi)的新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件;到2030年,新型儲能全面市場化發(fā)展。
項目層面,全國范圍內(nèi)落地的氫儲能項目也顯著增多。資料顯示,自2021年以來,我國已有22項氫儲能相關(guān)項目在建或者已經(jīng)建成。下圖是今年國內(nèi)部分氫儲能示范項目信息:
資料來源:公開資料,高工產(chǎn)研新能源研究所(GGII)整理,2022年6月
GGII調(diào)研統(tǒng)計,2021年國內(nèi)氫儲能裝機(jī)量約為1.5MW,氫儲能滲透率不足0.1%。結(jié)合這一上揚(yáng)勢頭,GGII預(yù)測2022年國內(nèi)氫儲能裝機(jī)量有望達(dá)到68MW,到2025年新增裝機(jī)量有望達(dá)到1518MW,未來幾年氫儲能市場都將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。
中國氫儲能市場裝機(jī)規(guī)模與預(yù)測(MW)
資料來源:高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII),2022年6月
氫儲能有望成為繼燃料電池汽車之后的下一個重磅應(yīng)用與發(fā)展風(fēng)口。
進(jìn)擊氫儲能須謹(jǐn)慎
在氫儲能呈現(xiàn)良好發(fā)展前景、吸引眾多企業(yè)涌入的背景下,值得注意的一個現(xiàn)象是,半數(shù)以上的入局者原來是做車載燃料電池系統(tǒng)的。
氫儲能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)與車用燃料電池系統(tǒng)相比,有什么相同與不同?在氫能汽車起量緩慢的現(xiàn)實情況下,氫儲氫是否是車用燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)商可以進(jìn)擊的新藍(lán)海市場?
從構(gòu)成看,氫儲能氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)組成與燃料電池汽車用系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)大致相同,主要由電堆和輔件組成,其中電堆還可以實現(xiàn)產(chǎn)線共享;但是,在性能要求上包括控制策略方面,兩者卻存在很大的區(qū)別。
“如果從車用燃料電池系統(tǒng)向氫儲能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)延伸拓展,看似簡單,其實并不容易。”一位氫儲能領(lǐng)域的企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴高工氫電,車用燃料電池系統(tǒng)嚴(yán)格來說屬于整車中的零部件,相關(guān)企業(yè)只需要關(guān)注燃料電池這一個環(huán)節(jié)是否滿足整車對性能的要求即可。而氫儲能燃料電池發(fā)電系統(tǒng),則需要與上下游進(jìn)行協(xié)同來保證產(chǎn)品在相應(yīng)的工況下正常運行,整個研發(fā)過程跨專業(yè)的交叉性比車用燃料電池系統(tǒng)要更強(qiáng),難度要更大。
在壽命方面,氫儲能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)相對于車載燃料電池系統(tǒng)對壽命有較高的要求,一般需要有10-15年的工作壽命,一年就需要8千小時的工作壽命;而車載燃料電池系統(tǒng),如應(yīng)用在小轎車上整個生命周期只需要有8千至1萬小時的壽命,商用車也只需要2.5-3萬小時的壽命。壽命要求不同,直接決定企業(yè)考慮的事宜以及對燃料電池產(chǎn)品材料及部件的要求都不同。
“我們對催化劑的壽命、膜的壽命、雙極板的壽命,包括對密封材料,相對于車載產(chǎn)品,都是要做分析考慮的。以催化劑為例,氫儲能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)在穩(wěn)定工況下減少催化劑鉑的溶解遷移,不像車載產(chǎn)品重點要考慮變載和高電位工況,兩者在設(shè)計方向上就已經(jīng)不一樣。”高成綠能副總經(jīng)理侯向理表示。
氫儲能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)與車用系統(tǒng)不一樣,需要了解產(chǎn)品設(shè)計的底層邏輯,知道選用什么樣的材料去組合,選用什么樣的控制策略,并不是說直接把車上的產(chǎn)品直接搬過來用。如果一家車載燃料電池產(chǎn)品企業(yè)沒有這個基本能力,冒然延伸或轉(zhuǎn)型,在氫儲能燃料電池發(fā)電站領(lǐng)域可能短期內(nèi)很難做出成績。
另一個現(xiàn)實問題是,氫儲能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)做到了兆瓦級,目前國內(nèi)配套供應(yīng)商相較于車用燃料電池系統(tǒng)的配套商整體偏少。
整體來看,氫儲能市場趨熱,但對車載燃料電池系統(tǒng)企業(yè)來說,進(jìn)入還是需慎重。
原標(biāo)題: 氫儲能的“誘惑與荊棘”