摘要：随着国内工业整体发展速度的日益提升，使得各行各业对能源的需求量越来越大，而国内在能源分布方面表现非常不平衡，新能源发电技术的出现为解决当前存在的问题提供了全新的思路。本文以改善当前国内新能源发电制氢储能技术水平为出发点，首先指出新能源发电领域的一些问题，然后探究如何利用新能源发电制氢储能技术，进而探讨制氢储能技术的基本特性，最后给出如何提升至制氢储能的技术手段，从而为相关从业人员提供有力参考。
关键词：新能源发电；制氢储能；环境保护
引言
当前，能源危机以及环境污染问题是全球人类所面临的共同问题，而这一问题的根源是由于人类对已有化石燃料的过度开发导致的。因此科学界已经着力研究如何借助可循环利用的再生资源来替换非再生资源，且使用新能源时还需要尽可能控制经济成本[1]。值得一提的是，作为人类的终极能源，氢能在自然界中分布相当广泛，其主要优势如下：燃烧热值比较高且效率可观。最主要的是对环境不产生任何负面影响，当前相关学者研究的是借助半导体来进行光催化分解，从而产生氢气能源。在此类技术实现的过程中，科学家们可以将太阳能与水资源进行有机结合，从而制取清洁的氢气，同时还能够解决环境与能源两大难题。需要注意的是，硫化镉半导体材料是比较理想的催化剂，且该种半导体材料的导带位置以及带隙都比较符合相关标准，可以成为一种理想的可见光响应半导体，在目前的制氢过程中扮演着十分重要的角色，但是在进行大规模的执行过程中，就必须要来探索新能源发电的制氢储能技术，只有这样才能使相关产业形成规模。
1.新能源发电存在的问题
相关部门在进行实地考察时发现，国内外资源的分布方面表现极其不均衡，特别是在新能源发电方面也是更是如此。例如，内蒙古、甘肃以及新疆等地区可以大规模开展风能发电，且上述地区可以利用光伏发电[2]。然而，这些区域距离国内的负荷中心距离较远，且必须要经过大规模的输电线路才能完成电力输送，但是在进行远距离的电能输送时，经常会出现电能的波动情况，这时候就需要建设能源电站来解除这一技术瓶颈。
值得一提的是，常规的能源电站在建设过程中必须要使用常规能源，而借助风能发电远远没有达到既定的节能减排目的。针对上述情况，相关单位以及从业人员必须要借助大规模的储能设备来配套新能源发电。所以必须要加大对抽水蓄能技术的研发力度，该技术的特点是技术相对比较成熟且投资成本较低，但是该技术在应用时会受到区域的限制。在国内的内蒙古、甘肃以及新疆等地区就没有办法来进行大规模的抽水蓄能电站建设，但实际情况中要想发展其他形式的储能技术，通常会给环境带来一些污染，且其他的电池形式以及电堆都存在化学可能不足以及环境污染的问题，没有办法成为大规模储能技术的支撑。而科学家也在考虑其他的手段，像压缩空气储能、飞轮储能以及化学储能都在一定程度上走进他们的视野，但是都因投资成本过高、效率过低且容量太小的问题没有办法实现普世。
2.如何利用新能源发电实现制氢储能
借助风电技术通常会存在远距离输送容量限制的问题，并不利于大规模的发电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过相关部门的研究论证发现，要想借助风电技术造福社会，就必须要借助其进行大规模的制氢，然后借助制氢储能技术来彻底解决问题。如果能够将风电技术与制氢技术有机结合起来，就可以实现大规模的能量储存，从而有效解决风电并网难题。在进行实际应用时，当前已有的氢能技术还不够成熟。
以酒泉风电基地为例，当前投产的200兆瓦风电场产生的氢气年利用小时数大约在2200小时左右，如果不考虑负荷因素，每年理论上可以发电量达到4.8亿度。就实际数据而言，2012年上半年酒泉风电基地实际的发电量为16000万度。如果借助风电技术制取氢气，剩余无法送出的部分电量来制取氢气，电解水产生一立方米氢气耗电五度来计算，到最后的结果是使用方便技术来制取氢气所产生的经济效益是非常可观的。需要注意的是该技术投资成本相对较高，并不利于超规模的开发使用。为了解决此类问题，国外的科学家将高密度的轻气凝入非常小的水珠，那这样就可以实现氢资源的科学储存。在进行使用时就可以像普通的液体一样对其进行倾倒，这种特殊的技术的原理是双层构型，其外壳是高分子聚合物组成的氢化物载体，而内部的核心是纳米结构。
3.制氢储能技术探究
相关研究表明，要想科学利用氢能源，首先要克服存储的问题，当前已有的存储氢能源方式主要有化学以及物理两个方面。像金属氢化物储氢、玻璃微球储氢以及吸附储氢等诸多方式已经得到广泛应用，科学利用上述存储手段就可以在一定程度上解决出行的难题。国内在储氢能源利用方面已经取得了相当可观的成就，且氢燃料电池汽车利用率位居世界前茅。与此同时，在进行实际的氢能源利用时，氢燃料电池与氢燃料内燃机在工程原理上也大致相似，这样就可以降低远距离输送电能的难度，且容易达到与天然气一样简单的配送手段。相较于其他形式的能源利用，氢能源的显著特性就是取之不尽用之不竭，且可以高效持续地进行利用。
4.提升制氢储能的技术手段
在进行实际的生产中，政府以及科研院所会进行牵头合作，从而促成各个机构之间的通力合作，这就需要政府以及相关部门加大对先进储能领域的关键核心技术突破力度，同时还应该加强对产业前沿技术的跟踪力度，提高先进储能行业的创新能力。
政府可以协助上下游的企业进行有效沟通，从而推动技术创新成果实现产业化与规模化，并重点培育新能源汽车以及先进储能产业，提高推动产业化的进程速度，从而促进新能源产业成为相关领域的支柱产业。除此以外，相关单位还应该走动发挥产业已有的优势，并加大对先进储能技术的推进力度，巩固自身在市场上的优势地位，提高企业本身在市场中的市场占有率。
在新能源发电制氢储能技术方面，要想将储能技术从研发实现产业化，就必须要经历一个持久创新且科学应用管理的发展周期，这并不是能够在短时间内可以完成的，需要政府的政策支持。政府需要将先进储能技术列为下一个五年计划的技术发展方向之一，且不断加大对储能技术基础研究的投入力度。与此同时，还应该重视环境因素，加大对环境污染治理力度，将新能源的鼓励政策延伸到储能环节。
参考文献
[1]林旭清,张思雨,孙权,张虹.新能源发电制氢储能技术探究[J].科技资讯,2015,13(24):25-26.
[2]祁万年.我国新能源发电制氢储能技术研究[J].科技创新导报,2012(27):38+40.
论文作者:车帅,张凯,刘伟民
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
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