氢储能或将成为拯救弃风弃光的关键技术

作为经济发展的“引擎”，能源行业从来不缺“高大上”的主题。

今年初，国家能源局正式公布了首批多能互补集成优化示范工程名单，共安排23个项目。示范工程只是起步，据行业估算，多能互补集成优化市场空间将达万亿以上。多能互补集成优化工程作为能源行业的新业态，国内尚无成熟的建设运营经验，让我们看看国外是如何探索多能互补道路的。

德国创新风电制氢多能互补模式为解决新能源波动性带来了曙光

我国目前已经成为了世界风电装机容量第一的可再生能源大国，但是这些清洁能源的利用率一直低下，全国的弃风、弃光现象十分严重，新能源企业最高限电高达79%。根据中国储能网的报告，2016年我国仅国网地区的弃风弃光电量就达到了465亿千瓦时，直接经济损失超过100亿元人民币。从分布上看，新能源开发主要集中在“三北”地区，风电、光电装机容量分别占全国的77%和41%，规模大、当地市场空间却有限，难以就地消纳。从输送能力上看，“三北”地区跨省区输电能力仅有新能源装机总量的22%，电力市场的建设也仍处于起步阶段，难以适应新能源大规模交易、外送的需要。

反观另一个新能源发展大国德国，2016年可再生能源发电量占比已经超过了32%，在某些日子里可再生能源甚至能够覆盖约90%的电力消耗。在如此高的可再生能源比例下，整个电力系统的灵活性也亟待提高。根据德国联邦环境部的分析，为了消纳电网越来越多的波动性，需要提高以下四个领域的灵活性：

不同可再生能源比例下的关键灵活性技术来源：BMU

其中储能无疑是解决这个问题的关键，为了实现100%利用可再生能源这个目标，德国通过研究也发现了不同可再生能源份额下的关键储能技术。众所周知，可再生能源的比例越高，再往上提升的难度就越大，其中最难以实现，最关键的是电转气技术。这项前沿的技术在很多国家都还面临着许多技术瓶颈、应用困境和盈利问题。但是在德国，2013年就已经建成了第一个商业化的风电制氢多能互补项目——h2-herten。

德国黑尔滕市风电制氢多能互补项目来源：h2herten

以上就是这个项目的其中一个氢能应用点的照片，这是一个以氢气为主要媒介的多能互补系统，附近1.2公里外的风电场每天能够供应该地3000平方米办公室和科研场所的用能需求，以及本地氢燃料汽车和公交车的运行。

照片的背景中可以清晰地看到一个煤矿的旧址，这个名为Ewald的煤矿历史上曾经一度为欧洲最大的煤矿，周围生活着6万居民。这个地区曾因为煤炭资源丰富而兴起，也因为煤电的没落而失去荣光。这个项目让该地区重新焕发了活力，不仅能够享受到便宜清洁的能源，还因为这个试点而得到了全世界的关注。

为了让靠天吃饭的风电能够满足地区供电的可靠性要求，该项目的核心为将多余的风电用于电解生产氢气，氢气能够很好地被储存起来，在缺电的时候通过燃料电池重新转化为电力。这个流程被定义为：以氢能为基础的能源补充系统(HECS)，其基础框架如下：