Ventajas y perspectivas de desarrollo del almacenamiento de energía de hidrógeno

El almacenamiento de energía de hidrógeno es la solución ideal

Según los datos, el almacenamiento de energía de hidrógeno se divide generalmente en tres situaciones. La primera es producir hidrógeno por electrólisis del agua con energía renovable; la segunda es utilizar el hidrógeno para generar electricidad después de la electrólisis del hidrógeno, incluida la aplicación de la generación de energía de pilas de combustible a Internet y los vehículos de pilas de combustible de hidrógeno en el campo del transporte como. batería de moto;

Además, el hidrógeno y el dióxido de carbono producidos por electrólisis del agua se sintetizan en metanol para su almacenamiento, transporte y aplicación. Es decir, la producción electrolítica de hidrógeno es la fuente de la cadena industrial de almacenamiento de energía de hidrógeno.

En el futuro, la energía del hidrógeno y las energías renovables se integrarán aún más, y la aplicación del almacenamiento de energía del hidrógeno se convertirá en un importante escenario de aplicación.

La generación de energía eólica y fotovoltaica tiene características intermitentes y fluctuantes. Si la generación de energía eólica y solar se suministra directamente a los usuarios finales, provocará frecuentes cortes de electricidad o quemará aparatos eléctricos por exceso de tensión.

Para resolver los problemas anteriores, el extremo de generación de energía utiliza un gran número de paquetes de baterías para almacenar energía eléctrica, que pueden complementar la generación de energía cuando el viento es débil, u optar por conectarse directamente a la red nacional, y utilizar la red inteligente para consumir la energía inestable en tiempo compartido. Sin embargo, los expertos del sector señalan que ambos casos presentan desventajas, como el elevado coste y la dificultad técnica.

El almacenamiento de energía de hidrógeno es una solución ideal para la generación de energía inestable, como la eólica y la fotovoltaica. La producción de hidrógeno por electrólisis del agua puede ajustar la producción de hidrógeno en cualquier momento según las necesidades del sistema eléctrico, y utilizar eficazmente la energía que no puede conectarse a Internet y de mala calidad en el proceso de generación de energía eólica y solar. Esta vía técnica ha sido verificada por numerosos proyectos y ha demostrado ser razonable y eficaz.

Si se construye una estación especial de producción de hidrógeno y se utiliza la generación de energía eólica y solar para formar una microrred de producción de hidrógeno, el coste de la producción de hidrógeno se reducirá en consecuencia debido al bajo coste eléctrico que supone el abandono de la energía eólica y eléctrica. En la actualidad, la energía eólica y fotovoltaica de muchas centrales se desperdicia en vano. Una vez que se utilicen, supondrán un gran beneficio.

En términos de eficiencia, la eficiencia del almacenamiento de energía de hidrógeno no es la más alta entre todos los métodos de almacenamiento de energía, pero su potencial de desarrollo futuro es enorme. En toda la cadena industrial, si la energía renovable se combina con el almacenamiento de energía de hidrógeno, el almacenamiento de energía de hidrógeno desempeñará un papel importante si la energía renovable se utiliza para producir hidrógeno mediante electrólisis y aplicaciones de almacenamiento y transporte. Pueden utilizarse como alternativa para emergencias o Batería del SAI por parte del usuario, baterías para carretillas elevadoras industriales, energía portátil como la batería de linterna, etc. En comparación con las pilas de litio, las ventajas en cuanto a precio y rendimiento no son evidentes, por lo que la demanda de pilas de combustible portátiles es muy escasa.

Las ventajas del almacenamiento de energía de hidrógeno son significativas

En la actualidad, sólo 4% del hidrógeno mundial procede de la electrólisis del agua para producir hidrógeno, y el resto procede del carbón, el gas natural y los yacimientos petroquímicos. Con la estructura energética de China, rica en carbón, pobre en petróleo y baja en gas, la proporción de producción de hidrógeno a partir del carbón en China supera las 60%, y la proporción de producción de hidrógeno a partir de la electrólisis del agua es inferior a 2%. El desarrollo futuro de la producción de hidrógeno a partir de energías renovables es enorme.

En comparación con la producción de hidrógeno a partir de energía fósil, la calidad del hidrógeno producido por electrólisis es muy alta, lo que se ajusta más a los requisitos de las aplicaciones de pilas de combustible. Aunque el precio del hidrógeno producido por métodos tradicionales, como la obtención de hidrógeno a partir del carbón, es más barato, no es sostenible en el contexto del pico de carbono y la neutralidad de carbono.

El almacenamiento de energía de hidrógeno es muy diferente de otros métodos de almacenamiento de energía. En primer lugar, como fuente de energía secundaria, el hidrógeno se puede almacenar directamente, y el almacenamiento de energía electroquímica, en la actualidad, la densidad de energía de almacenamiento directo no es lo suficientemente alta, y debe haber ciertas restricciones en el futuro;

En segundo lugar, la eficiencia del almacenamiento electroquímico de energía es baja, y también se enfrenta a los problemas de la alta seguridad y el coste energético unitario, mientras que la densidad de potencia en peso de la pila de combustible puede alcanzar los 400 vatios/kg, la densidad de potencia en volumen puede llegar a los 4000 vatios/kg, y se espera que alcance los 2000 vatios/kg en el futuro. Kilogramo, superior a los 150 vatios/kg-200 vatios/kg de la batería de litio, y su método de almacenamiento de energía en sistema abierto hace que la autonomía de crucero sea mayor.

El hidrógeno puede almacenarse y transportarse para conseguir un almacenamiento de energía a largo plazo y entre estaciones, y tiene una amplia gama de escenarios de aplicación en el transporte, la industria y las energías renovables.

En esta fase, el almacenamiento de energía de hidrógeno debe seguir optimizándose y mejorándose en algunos nodos técnicos. Por ejemplo, en la construcción de plantas de producción de hidrógeno a partir de agua electrolizada, teniendo en cuenta las grandes fluctuaciones en la generación de energía y la tensión, hay que esforzarse por mejorar la tecnología de los equipos de electrólisis para hacer frente a las grandes fluctuaciones en la potencia de la red eléctrica. y los niveles de estrategia de control.

Buscar el desarrollo común

Aunque algunas empresas de generación de energía están interesadas en Chin una industria de almacenamiento de energía de hidrógeno, hay muchas preocupaciones sobre cómo desplegarlo, si se amortizará el coste y si hay suficientes usuarios finales. Estas preocupaciones son innecesarias.

Actualmente, el precio del hidrógeno en el país es de 60-80RMB/kg. Si la energía eólica y solar se utiliza racionalmente y se garantiza que el precio de la electricidad sea barato, el precio del hidrógeno será más competitivo, y el precio de coste puede alcanzar los 15-18RMB/kg. Con la aplicación a gran escala del almacenamiento de energía de hidrógeno, el coste descenderá muy rápidamente, y el coste del hidrógeno verde pronto será igual al del hidrógeno obtenido a partir del carbón.

A excepción de la producción de hidrógeno en origen, el grado de industrialización de todos los aspectos del almacenamiento de energía de hidrógeno es relativamente bajo en la actualidad, y llevará tiempo su desarrollo a gran escala. En el proceso de producción de hidrógeno, el coste actual de la producción de hidrógeno por electrólisis del agua es significativamente superior al de la energía fósil tradicional, y existe un amplio margen para reducir el coste de la electricidad y la inversión en equipos en el futuro.

En cuanto al almacenamiento y el transporte, el sistema de almacenamiento y transporte de hidrógeno aún está inmaduro en esta fase, y las infraestructuras como la red de tuberías de transporte de hidrógeno y la estación de repostaje de hidrógeno aún necesitan mucha inversión. En cuanto a la aplicación, el hidrógeno verde puede ser el primero en promoverse en algunos campos industriales tradicionales, mientras que las pilas de combustible de hidrógeno están en pañales.

Al mismo tiempo, la inversión inicial en equipos para implantar el almacenamiento de energía de hidrógeno es enorme. Además de energía eólica marina y los equipos de producción de hidrógeno por disociación puntual, el hidrógeno producido también necesita ser almacenado, impulsado y transportado.

A corto plazo, la velocidad de desarrollo del almacenamiento de energía de hidrógeno será menor que la del almacenamiento de energía electroquímica. El proceso industrial posterior requiere el progreso conjunto de todos los eslabones, la mejora de las infraestructuras y la reducción de costes.