六安兆瓦级氢能综合利用示范站

　　12月3日～11日，安徽中部地区下了连续数日的绵绵细雨，大大小小的光伏电站出力受到影响。可在工程师夏鹏看来，新型电力系统建设中面对的这种“风光”不稳定甚至偶尔“开小差”情况，未来极有可能通过氢储能的规模化应用得到解决。

　　夏鹏是安徽六安供电公司负责新能源业务的技术专家，也是国内首座兆瓦级氢能综合利用示范站的运营管理负责人。他的手中握有一张新“牌”，可以帮助电网削峰填谷——氢储能。

　　削峰填谷是目前保障电力系统安全稳定运行、支撑清洁能源大规模发展的底层技术逻辑之一。为了把低谷时段的富余电力储存起来，到用电高峰再释放，近年来，大批储能项目应运而生。

　　通过技术突破，在抽水蓄能等传统储能方式之外开辟新的储能方式，正成为新型电力系统的新赛道。氢储能模式近年来越发受到关注，这种模式是利用富余、非高峰时段的电能来大规模制氢，将电能转化为氢能储存起来，在电力输出不足时利用氢燃料电池或其他方式将氢能转换为电能，输送上网并发挥调节作用。

　　然而，我国氢能尚处于规模化导入期。尽管各地陆续发布了不少支持氢能产业发展的相关规划和政策，但关键技术和标准体系支撑较为薄弱，尤其在突破氢储能量级瓶颈方面缺少技术和装备验证，也尚未形成统一有序的产业管理机制。如何加快培育氢能产业，助力实现“双碳”目标，值得深入思考和探索实践。

　　2019年起，国网安徽省电力有限公司先行先试，投资建设六安兆瓦级氢能综合利用示范站，开展兆瓦级“制氢-储氢-氢能发电”的全链条技术试验、验证。

　　参与示范站建设的技术研发带头人、安徽电力科学研究院的滕越博士介绍，示范站的工作原理是“用水发电”，是实现“绿电到绿氢再到绿电”的过程。研发阶段没有任何先例和标准可供参考，团队进行了上千次实验，980多张技术图纸铺满了实验室。经过大量计算、比对、论证、试验，团队首创了大功率低能耗氢电转换核心装备技术，开发了整站安全预警与防护技术，实现了对氢气泄漏的早期预警与事故预防，还在国内首次实现兆瓦级“制氢-储氢-氢能发电”全链条技术贯通和满功率运行。

　　2022年7月，国内首座兆瓦级氢能综合利用示范站——六安兆瓦级氢能综合利用示范站经过3年试验研究建设，正式投运。这标志着通过大容量储氢发电的思路从实验室走向了实证阶段。

　　示范站的储氢系统主要包含氢气压缩机和储氢罐，采用气态存储方式。制氢系统制出的常压氢气通过氢气压缩机加压至20兆帕后送至储氢罐中。该站设有1个大型储氢罐，可长周期储存2000标准立方米的氢气，整罐氢气可供连续发电3个小时。用电低谷时，示范站用电制氢并储存在储氢罐中，到了用电高峰时再利用氢燃料电池发电。这既发挥了氢气的储能作用，又利用峰谷电价差获得收益。

　　夏鹏介绍，氢储能在制氢、储氢、发电的各个环节都体现出便捷、清洁的理念。不同于传统的大规模抽水蓄能电站、化学电池储能电站，氢储能作为新型储能方式，将短时富余电能转化为大容量、长周期存储的氢气，利用储氢罐进行储存，在需要时用来发电。氢能站占地面积小，氢气在储氢罐中可以随时用于发电，且设备启动迅速。

　　示范站在今年迎峰度夏期间发挥作用。7月23日20时，六安供电公司调度控制中心通过监测发现110千伏示范区变电站的一条10千伏线路负荷迅速增长，即将达到过载上限值，这条线路正是示范站所在的开关站主供线路。就在负载率达95%之时，氢能站微电网协调控制系统迅速下达了氢能站发电运行指令。不到2分钟，氢燃料电池发电功率就从0攀升至1009千瓦。示范站持续发电2小时，直至线路负载率下降至78%，完成了顶峰任务。

　　如今，示范站与周边各类电源、可控负荷共同组成了柔性互联系统，形成一个相对稳定、柔性的微电网。六安供电公司还研发了与之配套的微电网协调控制系统，通过典型模式设计，基于微电网运行的数据库，实现多运行模式的智能切换，以应对不同场景的需求。该系统还能记忆历史数据，预测负荷变化趋势，调整制氢和发电模块的响应时间和可控负荷状态，与电网侧发用电曲线实现灵活精确互补。示范站今年迎峰度夏期间共参与电网调峰16次，随着运行控制策略不断优化，迎峰度冬期间预计可参与调峰20次。

　　夏鹏认为，未来，新型电力系统如果配备更多氢储能，电网柔性调度能力将会大大提升。“如果这个站的规模再放大约100倍，就可以满足六安电网春秋、冬夏跨季度调节的需要。”

　　《中国氢能产业展望报告》分析，可再生能源制氢将成为我国主力氢源。随着可再生能源的规模发展，以及绿电制氢技术装备的快速迭代，到2040年可再生能源制氢占比将增至50%。长期看，氢能是需求侧终端推动工业、交通、建筑、电力等难脱碳领域实现减碳目标的关键，2060年有望贡献10亿吨级碳减排解决方案。

　　在此趋势下，氢能综合利用电站模式的推广，将对提升电网源荷匹配性发挥作用。

　　目前，示范站运维团队正为推广示范站量身定制新的经营管理方式。2023年11月，示范站取得安徽省首张“制氢加氢一体站”经营许可证。在当地政府的积极推动下，示范站与一家氢能企业合作，除了满足站内储氢、发电需求，其生产的高纯度氢气还被销售出去，成为城市氢能公交、氢能环保车等交通工具的新能源。可以预见，未来随着碳税市场、电力调峰市场的发展，示范站的主要收益将来自售氢收益、发电收益、调峰补贴、需求响应补贴等。

　　“制氢站+加氢站”的方式，还为氢能源车在交通领域的普及探索出新的经营组合模式。“这是一个巨大的市场，也是一条崭新的绿色赛道。”夏鹏说。(翁怀龙)