上图为电解水制氢的原理图

 

对于我国来说，锂电池的成本相对还是过高，单独将锂电池作为储能手段不太现实，如果通过废旧电池回收或者电动汽车电池回收，那另当别论。对于热储能，具体来说是再生能源供热，山西的热价格也是相对很低的，因此也不现实。抽水蓄能已经有很多案例了，但是山西不具备这样的条件。电转气储能对于山西来说可能是最可行的措施。德国氢气储能技术中，非常具有参考性的就是施普伦贝格多能互补集成发电系统(Multi-Energie-Kraftwerk Sperenberg)项目位于德国布兰登堡州小镇施普伦贝格。系统采用先进的能源管理技术，将风电和光电耦合，一部分电量可以直接并网，多余的电量制得的氢气可以储存或者并入当地燃气管网。非常具体创新性，也非常符合我国目前能源结构的要求。

 

该系统主要由以下组成：

 

1.5MW电解水制氢设备；2.光伏电站；3.风力电站；4.燃气电厂；5.储气系统；6.系统内变电站及现有中高压变电站(并网使用)

 

项目位于德国布兰登堡州小镇施普伦贝格，紧邻一回220kV电源，一回380kV电源，为并网发电提供了有利条件。同时项目紧邻一条当地的天然气管道，为氢气并网也提供有利条件。

风力场及光伏电站，风力发电机数量有45台，每台发电机功率约为3-4MW，可为12万户家庭提供足够的电量。电站功率主要集中在0-36MW之间，峰值功率可达到120MW。光伏电站装机容量为10MW。

 

电解制氢装置：模块化5MW电解系统，采用3D电极，气体-液体两相流，有效增加点解效率。该装置可利用盈余电力生产氢气，通过管路，送往储气罐。

 

气体管道及储气装置：通过气体运输管道，可将制得的氢气送入燃气网供市政供热。或通过储气装置将氢气储存在Thyhof燃气发电站，储气罐容量为48万m3，可单独储存氢气使用。

 

燃气轮机机组：一方面，该设备可为氢气适配的燃气轮机做相关研究；另一方面，该燃气轮机机组可消纳制得的氢气，起到到调峰作用。

 

该系统的主要特点如下：1.风/光互补-更多的清洁能源2.更均匀的电力输出3.更好的经济效益4.充分利用电力盈余5.氢气用于交通6.大规模储能(氢气的能量密度很高)7.氢气可由燃气电厂再转换为电能。

 

Multi-Energie-Kraftwerk Sperenberg项目的主要难点有两个，一个是控制系统，一个是气体系统。如何保证各个电源有效配合，灵活适应用电侧负荷，同时保证供电的安全性，对控制系统提出了极高的要求。同时氢气的存储，以及燃气轮机在天然气与氢气之间的切换，也是一个难点。我们山西有着极其丰富的煤层气资源，瓦斯发电站装机容量也在逐年增加；晋北地区天高云淡，是光伏发电的理想环境，太行吕梁二山山巅上的风电厂也在为百姓提供清洁的能源。很多条件都与本项目类似，不难看出，Multi-Energie-Kraftwerk Sperenberg项目中确实有许多值得我们借鉴的经验。