长时储能(LDES)是新型电力系统中不可或缺的关键技术,可有效解决风光发电的天然瓶颈和短时储能的局限性,实现跨日、跨周甚至跨季节的电能“移峰填谷”,降低弃风弃光率,保障新能源高比例并网。与传统火电调峰相比,长时储能能显著降低电力系统成本,实现资源配置的全局优化。
目前,长时储能技术主要包括机械储能(抽水蓄能、压缩空气储能、重力储能)、热储能(熔盐热储能)、电化学储能(锂电池、液流电池)和氢储能。其中,氢储能凭借其跨季节、超长时储能能力,成为实现电能“移峰填谷”的最佳技术方案,其度电成本在储能时长超过几天后显著优于锂电池。
氢储能的关键技术包括制氢、储氢、运氢、用氢等环节,涉及材料、机械、电化学、流体、控制等多学科交叉。制氢技术主要包括灰氢、蓝氢和绿氢,其中绿氢是重点发展方向;储氢技术包括物理储氢(高压气态氢、低温液态氢、管道储运氢)和化学储氢(固态金属氢化物、液态有机/无机化合物、液氨);用氢技术主要包括大功率氢燃料电池系统和多堆氢能混合动力系统。
氢储能应用前景广阔,可在轨道交通、分布式发电、施工临时电源、备用电源、应急/抢险电源等领域发挥重要作用。例如,基于长时氢储能的氢能零碳轨道交通系统,可实现全过程清洁低碳发展;氢能热电联供系统可提供稳定可靠的电力和热力供应;氢能应急备用电源可在电力短缺时提供及时有效的应急保障。
总体而言,长时储能技术的发展将推动能源结构转型和绿色低碳发展,氢储能作为其中的重要技术路线,具有巨大的发展潜力和应用前景。