Avantages et perspectives de développement du stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène
Le stockage de l'énergie par l'hydrogène est la solution idéale
D'après les données, le stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène est généralement divisé en trois situations. La première consiste à produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau avec de l'énergie renouvelable ; la deuxième consiste à utiliser l'hydrogène pour produire de l'électricité après électrolyse de l'hydrogène, y compris l'application de la production d'énergie par pile à combustible à Internet et les véhicules à pile à hydrogène dans le domaine des transports, par exemple. batterie de moto;
En outre, l'hydrogène et le dioxyde de carbone produits par électrolyse de l'eau sont synthétisés en méthanol pour le stockage, le transport et l'application. En d'autres termes, la production d'hydrogène par électrolyse est la source de la chaîne industrielle du stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène.
À l'avenir, l'intégration de l'énergie de l'hydrogène et des énergies renouvelables se poursuivra, et le stockage de l'énergie de l'hydrogène deviendra un scénario d'application important.
La production d'énergie éolienne et photovoltaïque présente des caractéristiques intermittentes et fluctuantes. Si la production d'énergie éolienne et solaire est directement fournie aux utilisateurs finaux, elle provoquera des coupures de courant fréquentes ou brûlera les appareils électriques en raison d'une tension excessive.
Afin de résoudre les problèmes susmentionnés, le secteur de la production d'électricité utilise un grand nombre de batteries pour stocker l'énergie électrique, ce qui permet de compléter la production d'électricité lorsque le vent est faible, ou choisit de se connecter directement au réseau national et d'utiliser le réseau intelligent pour consommer l'énergie instable en temps partagé. Toutefois, les experts du secteur ont souligné que les deux cas présentent des inconvénients tels que le coût élevé et la difficulté technique.
Le stockage de l'hydrogène est une solution idéale pour la production d'énergie instable comme l'éolien et le photovoltaïque. La production d'hydrogène par électrolyse de l'eau permet d'ajuster la production d'hydrogène à tout moment en fonction des besoins du système électrique, et d'utiliser efficacement l'énergie qui ne peut être connectée à Internet et qui est de mauvaise qualité dans le processus de production d'énergie éolienne et solaire. Cette voie technique a été vérifiée par de nombreux projets et s'est avérée raisonnable et efficace.
En construisant une station spéciale de production d'hydrogène et en utilisant la production d'énergie éolienne et solaire pour former un micro-réseau de production d'hydrogène, le coût de la production d'hydrogène sera réduit en conséquence en raison du faible coût de l'électricité lié à l'abandon de l'énergie éolienne et de l'électricité. À l'heure actuelle, l'énergie éolienne et photovoltaïque de nombreuses centrales électriques est gaspillée en vain. Une fois qu'elles seront utilisées, elles seront très utiles.
En termes d'efficacité, le rendement du stockage de l'énergie par l'hydrogène n'est pas le plus élevé de toutes les méthodes de stockage de l'énergie, mais son potentiel de développement futur est énorme. Dans l'ensemble de la chaîne industrielle, si les énergies renouvelables sont combinées au stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène, le stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène jouera un rôle important si l'énergie renouvelable est utilisée pour produire de l'hydrogène par électrolyse et pour des applications de stockage et de transport. Elles peuvent être utilisées comme solution de remplacement pour les urgences ou les transports. Batterie de l'onduleur du côté des utilisateurs, les batteries de chariots élévateurs industriels, l'énergie portable comme les piles de lampes de poche, etc. Par rapport aux piles au lithium, les avantages en termes de prix et de performances ne sont pas évidents, de sorte que la demande de piles à combustible portables est très faible.
Les avantages du stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène sont considérables
À l'heure actuelle, seuls 4% de l'hydrogène mondial proviennent de l'électrolyse de l'eau pour produire de l'hydrogène, le reste provenant du charbon, du gaz naturel et des champs pétrochimiques. Dans la structure énergétique de la Chine, riche en charbon, pauvre en pétrole et pauvre en gaz, la proportion de la production d'hydrogène à partir du charbon en Chine dépasse 60%, et la proportion de la production d'hydrogène à partir de l'électrolyse de l'eau est inférieure à 2%. Le développement futur de la production d'hydrogène à partir d'énergies renouvelables est énorme.
Par rapport à la production d'hydrogène à partir d'énergie fossile, la qualité de l'hydrogène produit par électrolyse est très élevée, ce qui correspond mieux aux exigences des applications des piles à combustible. Bien que le prix de l'hydrogène produit par des méthodes traditionnelles telles que la transformation du charbon en hydrogène soit moins élevé, il n'est pas durable dans le contexte du pic de carbone et de la neutralité carbone.
Le stockage de l'énergie par l'hydrogène est très différent des autres méthodes de stockage de l'énergie. Tout d'abord, en tant que source d'énergie secondaire, l'hydrogène peut être directement stocké, et le stockage d'énergie électrochimique, à l'heure actuelle, la densité énergétique du stockage direct n'est pas assez élevée, et il devrait y avoir certaines restrictions pour l'avenir ;
Deuxièmement, l'efficacité du stockage électrochimique de l'énergie est faible et se heurte également à des problèmes de sécurité et de coût unitaire de l'énergie élevés. La densité de puissance pondérale de la pile à combustible peut atteindre 400 watts/kg, la densité de puissance volumique peut atteindre 4 000 watts/kg et devrait atteindre 2 000 watts/kg à l'avenir. La densité de puissance au kilogramme est supérieure à celle de la batterie au lithium, qui est de 150 W/kg-200 W/kg, et sa méthode de stockage de l'énergie en système ouvert permet d'allonger l'autonomie en croisière.
L'hydrogène peut être stocké et transporté afin de réaliser un stockage d'énergie à long terme et intersaisonnier, et présente un large éventail de scénarios d'application dans les domaines des transports, de l'industrie et des énergies renouvelables.
À ce stade, le stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène doit encore être optimisé et amélioré dans certains nœuds techniques. Par exemple, dans la construction d'usines de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau, compte tenu des fluctuations importantes de la production d'électricité et de la tension, il faut s'efforcer d'améliorer la technologie de l'équipement d'électrolyse pour faire face aux fluctuations importantes de la puissance du réseau électrique. et les niveaux de stratégie de contrôle.
Recherche d'un développement commun
Bien que certaines entreprises de production d'électricité soient intéressées par l'industrie du stockage de l'énergie à base d'hydrogène, de nombreuses inquiétudes subsistent quant aux modalités de déploiement, à l'amortissement des coûts et au nombre suffisant d'utilisateurs finaux. Ces inquiétudes sont inutiles.
Actuellement, le prix de l'hydrogène dans le pays est de 60-80RMB/kg. Si l'énergie éolienne et solaire est utilisée de manière rationnelle et que le prix de l'électricité est garanti bon marché, le prix de l'hydrogène sera plus compétitif et le prix de revient pourra atteindre 15-18RMB/kg. Avec l'application à grande échelle du stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène, le coût baissera très rapidement, et le coût de l'hydrogène vert sera bientôt égal à celui de la transformation du charbon en hydrogène.
À l'exception de la production d'hydrogène à la source, le degré d'industrialisation de tous les aspects du stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène est relativement faible à l'heure actuelle, et il faudra du temps pour un développement à grande échelle. Dans le processus de production d'hydrogène, le coût actuel de la production d'hydrogène par électrolyse de l'eau est sensiblement plus élevé que celui de l'énergie fossile traditionnelle, et il existe une grande marge de réduction du coût de l'électricité et de l'investissement dans l'équipement à l'avenir.
En ce qui concerne le stockage et le transport, le système de stockage et de transport de l'hydrogène est encore immature à ce stade, et les infrastructures telles que le réseau de pipelines de transport de l'hydrogène et les stations de ravitaillement en hydrogène nécessitent encore beaucoup d'investissements. En termes d'application, l'hydrogène vert pourrait être le premier à être promu dans certains domaines industriels traditionnels, tandis que les piles à combustible à hydrogène n'en sont qu'à leurs balbutiements.
En même temps, l'investissement initial en équipement pour le déploiement du stockage de l'énergie par l'hydrogène est énorme. En plus des énergie éolienne en mer et de production d'hydrogène par dissociation ponctuelle, l'hydrogène produit doit également être stocké, augmenté et transporté.
À court terme, la vitesse de développement du stockage de l'énergie par l'hydrogène sera plus lente que celle du stockage de l'énergie électrochimique. Le processus industriel ultérieur nécessite le progrès conjoint de tous les maillons, l'amélioration de l'infrastructure et la réduction des coûts.
