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7月23日，東京奧運(yùn)會(huì)開幕式在東京新國(guó)立競(jìng)技場(chǎng)舉行，奧運(yùn)圣火熊熊燃起。

日本采用氫能點(diǎn)燃本屆奧運(yùn)圣火。在奧運(yùn)歷史上，奧運(yùn)圣火的燃料經(jīng)歷了多次變革，開始是金屬鎂，后來使用過天然樹脂、橄欖油等，近幾屆奧運(yùn)會(huì)使用丙烷作為燃料。在本屆奧運(yùn)會(huì)上，日本將氫能作為奧運(yùn)圣火的燃料。同時(shí)，奧運(yùn)村使用氫能作為能源，為奧運(yùn)村供電。氫氣來源于6.8萬(wàn)塊太陽(yáng)能電池板，利用光伏發(fā)電制氫，擺脫對(duì)化石燃料的依賴。

與煤炭、石油和天然氣相比，氫能在自然界不是天然存在，需要通過一次能源化學(xué)加工或轉(zhuǎn)化產(chǎn)生，此外，氫燃燒時(shí)只產(chǎn)生水，不產(chǎn)生二氧化碳，因此，氫能是清潔的二次能源。氫能在能源、交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，可以作為能源互聯(lián)轉(zhuǎn)化的重要媒介，推動(dòng)能源清潔高效利用，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模深度脫碳。

氫能被廣泛認(rèn)為是未來最有發(fā)展?jié)摿Φ亩文茉?，它具有?chǔ)量豐富、能量密度高、可存儲(chǔ)等多種優(yōu)點(diǎn)。氫既可由可再生能源，如水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)和地?zé)崮苤迫?，也可由不可再生能源，如煤、天然氣和核能制取，所以，氫的生產(chǎn)途徑廣泛，具備可再生、可持續(xù)性。另外，氫在使用后的排放物是水，可以達(dá)到“零”碳排放和“零”污染。世界各國(guó)普遍認(rèn)為，氫能是最適合人類社會(huì)未來應(yīng)用的新型清潔能源之一，對(duì)解決當(dāng)前全球能源危機(jī)、環(huán)境惡化和溫室效應(yīng)問題具有重要作用。

氫氣來源包括：煤、天然氣等化石能源制氫，工業(yè)副產(chǎn)品制氫，電解水制氫，以及甲醇等其他方式制氫?，F(xiàn)階段氫氣來源仍以化石能源制氫為主，在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，零碳制氫將是未來發(fā)展的主要趨勢(shì)，灰氫→藍(lán)氫→綠氫將成為未來發(fā)展的主要路徑。

氫儲(chǔ)能及應(yīng)用

氫能對(duì)構(gòu)建低碳高效現(xiàn)代能源體系具有重要作用。目前，我國(guó)氫用量2300萬(wàn)噸，約占全球用量的1/3，應(yīng)用市場(chǎng)廣闊；2030年綠氫占比預(yù)計(jì)達(dá)1.5%~2%，未來，氫能供應(yīng)將成為能源行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新熱點(diǎn)。

中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2019》預(yù)測(cè)，到2050年氫能在中國(guó)能源體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬(wàn)噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超過10萬(wàn)億元。

氫能能量密度高，運(yùn)行維護(hù)成本低，可長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)且可實(shí)現(xiàn)過程無(wú)污染，是少有的能夠儲(chǔ)存上百吉瓦時(shí)以上，且可同時(shí)適用于極短或極長(zhǎng)時(shí)間供電的能量?jī)?chǔ)備。對(duì)可再生和可持續(xù)能源系統(tǒng)而言，氫氣是一種極好的能量存儲(chǔ)介質(zhì)。氫儲(chǔ)能被認(rèn)為是極具潛力的新型大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。

氫儲(chǔ)能技術(shù)即通過電解水制取氫氣，將氫氣存儲(chǔ)或通過管道運(yùn)輸，制取的氫氣可用于交通、鋼鐵、合成氨等領(lǐng)域，也可在有用能需求時(shí)通過燃料電池進(jìn)行熱電聯(lián)供。氫儲(chǔ)能技術(shù)適用于大規(guī)模儲(chǔ)能和長(zhǎng)周期能量調(diào)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)電、氣等多類型能源互聯(lián)的關(guān)鍵。氫儲(chǔ)能技術(shù)主要包含電解制氫、儲(chǔ)氫及燃料電池發(fā)電技術(shù)，可用于可再生能源消納、調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)、削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)、微電網(wǎng)等場(chǎng)景。

可再生能源消納。將電解制氫技術(shù)用于可再生能源發(fā)電場(chǎng)景，在提升可再生能源發(fā)電規(guī)模化消納的同時(shí)，還能夠優(yōu)化風(fēng)電/光伏場(chǎng)群的出線容量，從而降低電網(wǎng)外送輸電容量的投資，提高輸電線路的利用率。

調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)。具備快速響應(yīng)及啟停能力的電解制氫系統(tǒng)，在用電高峰時(shí)可用于調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)。大容量燃料電池發(fā)電系統(tǒng)可在電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)用作調(diào)峰機(jī)組，以滿足發(fā)電需求。

削峰填谷、需求側(cè)響應(yīng)。電解制氫系統(tǒng)可在用戶側(cè)利用谷電制氫實(shí)現(xiàn)調(diào)峰，也可通過電力需求側(cè)實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，作為靈活負(fù)荷參與需求側(cè)響應(yīng)。制取的氫氣儲(chǔ)存起來，還可用于加氫站加氫服務(wù)。

微電網(wǎng)。電解制氫+儲(chǔ)氫+氫燃料電池發(fā)電用于構(gòu)建微電網(wǎng)系統(tǒng)，分布式可再生能源消納，進(jìn)行氫、熱、電聯(lián)供，實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)可靠供能。

氫利用示范工程

由全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院和國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司共同研發(fā)的百千瓦級(jí)氫利用系統(tǒng)裝備及管控技術(shù)成果，將在浙江臺(tái)州大陳島氫利用工程進(jìn)行示范應(yīng)用。示范工程制氫與發(fā)電功率100千瓦，儲(chǔ)氫容量200立方米(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，供電時(shí)長(zhǎng)逾2小時(shí)，“制氫—燃料電池?zé)犭姎饴?lián)供”全系統(tǒng)綜合能效超過72%，整體技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先。

該工程是氫能在偏遠(yuǎn)地區(qū)供能的首次示范，也是國(guó)內(nèi)首個(gè)針對(duì)海島的氫能綜合利用工程。工程采用先進(jìn)質(zhì)子交換膜電解制氫技術(shù)，具有動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)快、啟停時(shí)間短、功率可控范圍寬等突出的先進(jìn)性。工程不僅可實(shí)現(xiàn)新能源就地消納、長(zhǎng)時(shí)備電等應(yīng)用，還可實(shí)現(xiàn)電、熱、氫、氧的清潔供應(yīng)，滿足島內(nèi)用戶多種用能需求。該工程以“綠氫”打造“全綠海島”，降低海島碳排放，將為可再生能源制氫、含氫能源網(wǎng)絡(luò)化與規(guī)?；瘧?yīng)用提供示范樣板。