氢能的两大核心投资逻辑：电堆与关键材料( 二 ) 本文系基于公开资料撰写

2、储运氢
储运氢技术作为氢气从生产到利用过程中的桥梁，至关重要。可通过氢化物的生成与分解储氢，或者基于物理吸附过程储氢。储氢方式比较如下表所示。

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氢能源具有质量能量密度大但体积能量密度小的特点，制约其储运技术发展的关键在于兼顾安全、经济的前提下，提高氢气的能量密度。
综合表2及当前行业情况分析，高压气态储氢技术成熟、成本较低、应用最多，但并非最佳方案。有机液态储氢凭借其安全性、便利性及高密度的特点，具有较大发展潜力，是当前研究的重要方向。
此外，基于我国现有的天然气管道进行氢气的传输是否可行，也是值得探讨的课题。
3、燃料电池
燃料电池通过电化学反应将氢气的化学能直接转化为电能，清洁无污染，能量转化效率高，是氢能源的最佳利用方式，在全球范围内具有广阔的应用前景。
2009—2018年全球燃料电池出货量统计如图2所示，由图可见出货量统计数据增势明显。燃料电池类型主要包括碱性电解质、质子交换膜、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物燃料电池，区别在于电解质和工作环境温度不同，适合的应用场景也有差异。

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各类型燃料电池相比较，质子交换膜燃料电池发电效率为40%~50% ，启动快，比功率高，结构简单，处于商业化前沿，在可再生能源领域的氢储能系统中应用较多。
固体氧化物燃料电池发电效率为55%~65% ，余热利用价值高，热电联供效率高，但运行温度高，启动速度较慢，适用于热电联供模式。
近年来我国氢能燃料电池技术整体上取得了长足发展，但存在主要部件依赖进口、电堆和系统可靠性需提高、标准体系需健全完善等问题，仍是制约氢储能系统发展的关键因素。
03
氢储能系统在电力行业中的应用
风电、光伏等可再生能源已成为我国新增电力的主力，新增装机容量及累计装机容量均排名世界第一，清洁能源替代作用日益显现。
氢储能系统在电力系统中与能源供给侧配合、与分布式能源发电和电网发展相结合，可减少新能源出力不稳定等问题，其应用价值愈加突出。
1、可再生能源高占比电力系统应用模式
如截至2019年底，张家口市可再生能源发电总装机容量达1500万kW ，占区域内全部发电装机容量的70%以上，预计2030年实现零碳排放，形成以可再生能源为主的能源供应体系。
在此种可再生能源高占比的电力系统中，风电、光伏的出力不确定性对电网安全稳定运行造成一定影响，将氢储能系统作为消纳高比例可再生能源的重要载体是可行的。
风电、光伏出力受限时，利用富余的可再生能源进行制氢，并作为备用能源储存下来；在负荷高峰期发电并网，提高新能源的消纳能力，减少弃风、弃光，增强电网可调度能力并确保电网安全。未来随着规模化的氢储能系统的应用，可利用储氢实现跨季调峰等应用。
此外，利用大规模不可控的可再生能源来制氢是完全清洁无污染的，是真正意义的“绿氢” ，同时可为煤化工和石油化工提供洁净的原料氢，减少二氧化碳的排放，对于我国实现碳中和的目标是有利的。
2、区域综合能源系统应用模式
氢储能系统具有可长期存储、能量密度高等优势，将其作为一种电能存储方案进行推广利用，进而解决区域电源和负荷的匹配问题，可一定程度上延缓较为偏远地区微电网的电力设备投资。
例如英国的柯克沃尔小镇氢能生态社区，因其位置相对偏远，小镇利用弃风和潮汐发电进行制氢，再通过燃料电池为汽车、船舶提供动力，并实现热电联供。
3、热电联供应用模式