国家电网为何是氢能发展主力？业内：绿氢对未来电网至关重要

维克·2024-11-06

韩国汉阳株式会社董事总经理权孝宰近日发表署名观点文章称，绿氢对该国未来电网至关重要。

近年来，世界各地对氢经济的兴趣显著增加，但近期感觉热情有所降温。这可能是多种因素综合作用的结果。氢技术商业化的延迟、高成本以及尚未解决的技术问题肯定是阻碍氢增长的原因之一。

与此同时，随着可再生能源的迅速普及，人类正在进入一个迫切需要大规模储能的时代。此时，绿氢作为一项能够提供与电池储能系统（ESS）差异化优势的重要技术，应该再次受到关注。

特别是，绿氢等长期储能解决方案对于韩国这样正在推行的以核能和可再生能源为重点的电网改革进程至关重要。

然而，权孝宰认为，大众对绿氢潜力的讨论还不够，其作为大规模储能手段的作用也没有得到深入研究，以及广泛接受。权孝宰认为需要强调绿氢的必要性和可能性，并以海外氢能发展经验为例，认为国家级的电网公司应该积极参与氢能建设，同时为该国氢能发展应采取的方向提出建议。

绿氢与电池储能对比

首先，有必要指出电池储能系统ESS和绿氢之间的区别，绿氢是目前讨论最多的储能技术。

电池ESS作为一种短期储能方式被广泛应用，以补偿可再生能源的间歇性。当太阳能发电在夜间停止或风力发电受到无风天气影响时，电池ESS立即释放储存的电力，减少电网波动。

然而，电池ESS仅适合短期储能，在长期大规模存储和释放能量方面存在局限性。电池的容量会随着时间的推移而降低，并且维持大存储容量的成本显着增加。此外，电池制造和处置过程中产生的环境问题也不容忽视。

与此相对，绿氢是一种适合长期储能的技术。绿氢以可再生能源为动力，电解水产生氢气，并且在此过程中不排放二氧化碳。

最重要的是，氢的优点是能够长期储存能量，因为储存期限没有限制。这对于解决季节间电力供需不平衡问题非常有用。

例如，在夏季，尽管太阳能发电量很大，但对电力的需求较低，此时可以用剩余的电力来生产绿色氢气，储存起来，并在在冬天需要能源时再转换回电力。

除了稳定电网之外，绿氢的优势在于，与电池储能不同，它可以以多种方式使用，包括作为工业燃料、供暖以及运输领域的燃料。如果需要寻求长期建设以核能和可再生能源为基础的电网，绿氢除了稳定电力供需之外，还将在支持整个国家的能源转型方面发挥重要作用。

看看海外的案例，可以具体证实绿氢的潜力。这对于一个国家未来如何扩大绿氢的作用可以提供很好的参考。

德国是积极拓展可再生能源和利用氢能的国家，并正在率先通过绿氢建立长期储能系统。德国的“HyWind”项目采用的是利用海上风力发电厂产生的电力来生产氢气并大规模储存的方法。这对于有效利用德国北部丰富的海上风资源、同时最大限度地减少电网波动发挥着重要作用。

Hywind项目的成功证明，可再生能源与氢的结合不仅仅是一个理论概念，而且可以成为一种实用的储能解决方案。德国的案例对于缺乏光伏资源但可以开发风力发电的国家具有重要的借鉴意义。

澳大利亚凭借丰富的太阳能和风能资源，是绿氢生产的领先国家之一。特别是其“亚洲可再生能源中心”项目是一个专注于绿氢生产的大型项目，旨在将澳大利亚生产的绿氢出口到亚洲国家。该项目预计将利用太阳能和风力发电产生的剩余电力大规模生产和储存氢气并出口，从而加速进入全球绿氢市场。

通过澳大利亚的这个大型项目，韩国有望实现成为东北亚能源中心的战略。通过将可再生能源和绿色氢能结合起来，韩国不仅能够稳定国内电网，还能确保在未来氢经济的全球竞争力。

为了让绿氢作为大规模能源存储解决方案受到关注，必须解决技术和经济挑战。其中，降低绿色制氢的单位成本是关键。绿色氢气是通过电解从水中提取氢气来生产的，该过程中使用的电力成本极大地影响了氢气生产的单位成本。因此，重要的是要最大限度地提高可再生能源的产量，并拥有一个能够在波动的情况下稳定生产氢气的系统。

这里的一个重要策略是在可再生能源输出不足时利用电网电力。电网电力是一种稳定的电源，可以弥补可再生能源的间歇性问题。

例如，就像德国和澳大利亚的情况一样，如果在可再生能源发电不足的情况下利用电网电力生产氢气，则年氢气产量可以显著增加。研究表明，通过电网电力维持制氢可以将制氢设施的年运行时间从40%提高到80%，从而可以降低绿色氢的生产成本20-30%。

韩国还应该考虑利用电网剩余电力的战略。在电力需求低迷时期利用核电厂或电网产生的剩余电力生产氢气可以进一步提高绿色氢气生产的经济可行性。这种综合能源管理方法不仅可以解决可再生能源的间歇性问题，还有助于降低制氢的单位成本。

与单独（离网）使用可再生能源生产氢气不同，结合利用电网电力可以增加每年的运行时间并最大限度地提高氢气生产设施的效率。这可能是一个重要的策略，它不仅仅是缓解电网的波动性，而且使绿氢生产更具经济优势，从而增加大规模商业化的可能性。

以韩国电网为例，可再生能源和核电在电网电力中的比重正在逐步增加。在此背景下，制定有效利用剩余电力的计划非常重要。例如，可以在夜间利用核能发电的剩余电力来生产氢气。

权孝宰认为，在未来电网中，绿氢可以发挥很重要的作用。