新华网上海9月18日电(王若宇、张莹)在“双碳”战略深入推进的关键阶段,新能源产业正加速向“市场驱动”转型。2024年,上海嘉定氢能港建成零碳氢储“源网荷储”一体化示范项目。该项目将不稳定的光伏绿电经过制氢—储氢—发电环节,转化为稳定、高效的绿电,并将闭环流程中产生的绿氢、氧气、热能、绿电四种洁净能源按需供给,形成了可落地、可持续的零碳综合能源解决方案。
源网荷储一体化示范项目图。新华网发(受访者供图)
“电—氢—电”能源闭环,汇聚绿色动能
在嘉定氢能港核心区,谢春路960号的示范项目现场,满眼皆是“绿色动能”的产业图景:1万平方米的厂房屋顶被深蓝色光伏板整齐覆盖,在阳光照射下,这些光伏板能源源不断将光能转化为电能;东侧绿化带里,银白色的储氢罐与制氢设备有序排列,管道间偶尔传来的轻微气流声,正是绿电向绿氢转化的“动静”……
作为上海市首批市级特色产业园,嘉定氢能港自2019年揭牌成立以来,始终以“氢储”“氢车”为核心发力点。在总规划面积2.16平方公里的园区内,已累计申报近800辆燃料电池汽车示范应用任务,建成7座加氢站,先后获评国家级减污降碳协同创新试点、上海市零碳创建园区等称号。2021年11月,安亭镇党委、政府牵头成立上海安亭氢能科技集团有限公司,全面负责园区运营管理,通过产业链招商、技术协同创新等举措,吸引氢能制储加用、核心零部件等领域重点企业集聚,推动园区成为氢能与燃料电池汽车产业创新引领区。
嘉定氢能港展厅图。新华网发(受访者供图)
2024年,嘉定氢能港牵头打造的零碳氢储“源网荷储”一体化示范项目,落地于安亭镇谢春路960号核心区域。项目占地41.4亩、厂房面积约1.5万平方米,是国内首个实现“电—氢—电”全链条闭环的综合能源示范项目。
“源网荷储”一体化,指的是电源、电网、负荷、储能整体解决方案的运营模式,通过源、网、荷、储四端形成氢能源供给和利用,是构建新型电力系统的重要发展路径。在技术层面,示范项目构建了包括光伏发电、PEM及ALK电解槽制氢、储氢、PEM燃料电池发电等多系统模块在内的新型小型储能电站。通过引入智能微电网技术,该示范项目实现了光伏发电与储能系统的全闭环运行。
数据显示,该示范项目年制氢量可达22万标准立方米(约20吨),年绿氢发电量约51万千瓦时(度);通过制氢储氢系统的高效运转,每年可减少1400多吨二氧化碳排放,相当于种植近8万棵树的固碳效果,为工业园区绿色转型提供了可落地的能源解决方案。
科技创新,打造氢储能运营标准范式
在新能源产业加速迭代的背景下,嘉定氢能港示范项目之所以能成为行业标杆,关键在于其在技术协同、成本控制、系统灵活性等方面的突破性创新,解决了当前氢储能产业发展中的多个痛点。
项目创新性采用PEM制氢与ALK制氢两种技术同等规模配置,形成技术互补优势。其中,PEM制氢系统具备响应速度快、适应光伏绿电波动性强的特点,可实时匹配光伏出力变化;ALK制氢系统则具备成本低、产氢规模稳定的优势,保障基础制氢需求。两种技术协同运行,既解决了单一制氢技术适配性不足的问题,又提升了制氢系统的整体效率与稳定性,为后续大规模氢储能项目提供了技术参考。
不同于传统依赖电网的储能项目,该示范项目采用完全离网光伏发电模式,仅消耗电和水两种原料,运行成本显著降低。经测算,项目综合电耗≤5千瓦时/标准立方米(kWh/Nm³)、耗水量≤1升每标准立方米(L/Nm³);且通过光伏绿电直供,电力成本控制在0.2元/千瓦时以下,较传统氢储能项目运行成本降低30%以上。这一突破打破了“氢储能成本高、商业化难”的行业认知,为氢储能技术规模化应用奠定了经济基础。
此外,项目采用了堆栈式模块化架构(已申请专利),支持“乐高式”堆叠安装——系统功率可从350千瓦(KW)灵活扩展至1兆瓦(MW)以上,改变了传统燃料电池系统“固定容量、难以扩容”的局限。同时,模块化子系统设计便于快速拆卸更换,大幅降低运维难度与停机时间,使系统发电效率提升15%以上,设备使用寿命延长至10年以上。值得注意的是,项目还通过物理分仓隔离设计,严格遵循《氢气站设计规范》(GB50177)要求,确保制氢、储氢环节安全可控,为氢储能项目安全运营提供了标准范式。
“嘉定样板”引领行业规模化商业应用
从经济效益来看,嘉定氢能港零碳氢储源网荷储一体化示范项目一方面通过固定资产投资与运营收入直接带动嘉定区GDP增长,另一方面凭借示范效应吸引氢能产业链上下游企业集聚——目前已有多家制氢设备、储氢装置、燃料电池研发制造企业表达入驻意向,预计将形成年产值超10亿元的氢能产业集群,创造数百个高质量就业岗位,为区域经济结构绿色转型注入新动能。
在环境效益层面,项目构建的“绿电—绿氢—绿电/多能”闭环解决方案,有效解决了光伏、风电等可再生能源“间歇性、波动性”的痛点,提升可再生能源就地消纳率。
从社会效益与行业影响来看,项目的成功实践实证了氢储能在长时储能领域的不可替代性,推动氢储能技术纳入国家及地方新型储能发展规划体系,为构建“多时间尺度储能体系”提供关键支撑。
上海安亭氢能科技集团有限公司相关负责人表示,嘉定氢能港将以示范项目为“样板房”,进一步探索氢储能综合能源站的可持续商业化路径。下一步,园区将联合氢能产业链上下游企业“走出去”,与内蒙古、新疆等能源大省达成战略合作,在可再生能源富集区复制推广“光伏 + 氢储能”模式,形成“绿电制氢—异地输氢—本地用氢”的跨区域能源合作体系。
预计到2026年,园区将推动氢储能综合能源站在全国落地10个以上示范项目,带动相关氢能企业获得规模可观的订单增量,引领氢能产业从“示范阶段”迈向“规模化商业应用阶段”。
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