近年來，隨著化石燃料的日漸枯竭和溫室效應日漸顯現，氫能作為一種清潔、高效且儲量豐富的二次能源，受到越來越多國家的重視。

同濟大學教授、上海氫能利用工程技術研究中心副主任張存滿指出，氫能的開發涉及制取、儲存、運輸、利用等環節。依托燃料電池技術，目前氫能已經被廣泛應用于交通、電力、熱力、燃氣等社會領域。但是，氫能系統在應用過程中還存在一些技術上的制約。

可再生能源發展面臨四大挑戰

2014年11月，國務院印發《能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）》（下文稱《行動計劃》），明確提出到2020年，我國非化石能源占一次能源消費比重要達到15%。其中，常規水電裝機力爭達到3.5億千瓦左右，風電裝機達到2億千瓦，光伏裝機達到1億千瓦。

張存滿教授表示，水電在技術和運行模式上均比較成熟，風電近兩年的發展速度也較快，相較而言，光伏領域發展面臨較大壓力。目前，可再生能源的利用水平還不太高，而《行動計劃》中也明確提出，要加強電源與電網統籌規劃，科學安排調峰、調頻、儲能配套能力。

以風電為例，從2011年開始，我國風電的增長速度和總裝機量已經躍居世界第一，截至2014年底，全球風電裝機規模達到365GW，而我國并網的風電達到96GW，所占份額較大。但是與此同時，風電的棄電率也一直高居不下，近幾年來風電棄電率均超過了10%。

張存滿教授認為，可再生能源在發展過程中還存在諸多挑戰：

第一，我國由于資源分布不均造成的矛盾較為突出，發電中心和用電負荷中心脫節嚴重。目前我國的風電主要集中在西北、華北、東北三個地區，占全國風電裝機容量的80%。但是，我國電力負荷則主要集中在經濟發達、耗能更多的華東、華南地區。因此，要大力發展風電，長距離電力輸送不可避免。

第二，由于風電具有一定的間歇性、隨機性，因此缺少儲能調節的風電會對電網安全造成不利影響，尤其是當風電在當地電網中的輸送比例超過10%時，對電網的安全性影響會加大。

第三，電網建設是長期的、復雜的、全局性的，因此與可再生資源的發電速度相比，電網建設規劃發展速度相對較慢，在跨區域調度時就容易出現矛盾，且短期內難以調和。

第四，可再生能源的發展直接與傳統火電形成了競爭。由于電網中增加了具有波動性的可再生能源電力，調峰谷的壓力都集中在傳統的火電、水電上，造成電網運行效率下降。

氫儲能技術破解輸電難題

據了解，德國在發展可再生能源的過程中，也曾經遇到了發電、用電中心脫節的難題——德國風電廠主要集中在北部，而用電中心集中在南部。為了緩解這一矛盾，德國最終將電力轉變為氫氣，然后再進入到能源環節，以氫儲能的方式來替代直接輸電。

張存滿教授認為，氫儲能技術在實際應用中，制取、存儲、運輸、終端使用等環節都必不可少。不論使用哪種可再生能源發電，從技術上講都會優先選擇直接并網。但是，技術上一旦出現難以輸送的情況，還是希望能將多余電力存儲起來。與傳統的電池儲能不同，氫儲能通過電解水制氫的方式，將能源以氣態燃料的方式存儲起來，可以用在化工、氫電池汽車、加氣站等更多的場合。使用這種方式，一方面有利于就地應用，另一方面，借助天然氣管網技術也可以實現遠距離運輸。

張成滿教授坦言，目前氫儲能系統在應用過程中還存在一些技術上的制約因素。

首先，寬功率波動適應性的高效電解制氫技術還有待發展。無論是制氫效率、安全性，還是整個系統的集成技術，目前都還需要進一步調整；第二，作為一個產業，氫儲能目前還需要實現低成本、大型化；第三，需要提高氫儲能系統與風電場的適配性及集成技術；第四，協調氫儲能系統與電網的綜合調峰控制；第五，需要進一步發展大規模、低成本的氫氣輸運技術；第六，氫儲能應用終端推廣技術；第七，需要綜合考慮整個制氫技術的成本與應用經濟學的協調性。

氫儲能發展現狀及可行性分析

目前，氫儲能已被多個國家和地區列為了國家能源體系的重要組成部分。

在歐洲，現在已由德國牽頭將氫能列入歐盟能源體系，尤其是在2013年后，德國已經開發運行了十多個氫儲能示范項目；美國近年來在大力推動發展燃料電池；日本更是氫能源開發利用的擁躉，并為此投入了大量時間和資金；韓國從2000年開始，也在這一領域開始發力。

值得一提的是，日本和德國在氫燃料電池汽車領域已經進入了商業化階段。本田、豐田、寶馬等企業已經推出了多款燃料電池汽車，未來發展形勢也很好。

從國內情況看，我國電解水制氫技術的基礎較好，包括零部件控制、集成等方面的相關產業鏈也在逐步形成。張存滿教授表示，氫儲能技術壁壘較高，我國目前還需要解決核心技術難題，才能加速發展。

此外，張存滿教授認為，在氫儲能項目中最為敏感的就是電價因素。由于我國現行的電價相對較低，而氫氣價格則相對較高。即便是使用電解水制氫的方式，也具備一定的盈利空間。此外，我國對風電、光伏等新能源發電還有一定的補貼，因此現階段發展氫儲能的經濟效益比較可觀，具備一定的經濟性。