电能VS氢能 !谁是未来能源互通的最佳介质
发布日期：2024/3/3
一、能源互联网的网络构成
未来的能源互联网最有可能的主要由以下几个网络构成，并通过多种技术和管理策略实现互联互通：
1.电力网络。 高压输电网：负责远距离、大规模的电能传输，包括可再生能源发电厂生产的电能。 分布式能源系统、配电网及微电网：包含分布式电源（如太阳能光伏、小型风力发电机等）、储能装置及智能配电网，可以灵活接入或脱离主网运行。
2.天然气网络。长距离天然气管道运输系统，以及城市燃气管网。 包括氢能网络，氢气可通过电解水产生并储存，在需要时转化为电能或直接作为燃料使用。
3.交通能源网络。电动汽车充电网络，实现车辆与电网之间的双向互动（V2G）。 还有电动公共交通系统、智能交通管理系统等。
4.储能网络。大规模集中式储能设施：如抽水蓄能电站、电池储能站，氢元素储能等，用于平衡供需、平抑波动。分布式储能：包括家庭和商业层面的电池储能系统以及电动汽车作为移动储能单元。从某种意义上说，储能与各个能源网络之间属于是既交互又平行的关系，各个能源网络之间，也是通过储能的形式进行的能源交互与储存。
5.信息通信网络。运用物联网技术、5G/6G无线通信、光纤通信、卫星通信等方式收集和传递实时的能源数据与控制信号，进行能源消费监测、预测和优化调度。
二、能源互联网各网络之间的互联互通实现
1.物理互联：建设和完善跨地域、跨国界的能源基础设施，确保不同能源形式在物理层面上能够有效交换和传输。
2.标准统一：制定和实施兼容的接口标准和技术规范，以保证各子系统的无缝对接和高效协作。
3.智能化平台：搭建先进的数据采集、处理和决策支持系统，实现实时监控、预测分析和协调优化。
4.市场机制：建立开放、透明、高效的能源交易市场，促进资源在全球范围内的最优配置。
5.政策法规支持：通过政府引导和立法保障，鼓励技术创新、投资建设和运营维护，推动能源互联网的发展。
三、能源互联网各网络之间最具潜质的中间能源
在未来的能源互联网各网络交换中，最有综合性、中间性的能源通常是指能够实现灵活转换和高效传输，并能够在不同时间和空间尺度上平衡多种能源供需的能源类型。在这个背景下，电力与氢气会成为未来核心的“中间”能源。具体来说：
1. 电力：电能可以方便地通过电网进行长距离传输，并且几乎所有的能源形式（包括化石燃料、核能、风能、太阳能、水能等）都可以转化为电能。同时，随着电池储能技术的发展，电能在时间和空间上的储存和释放也变得更加可行，这使得电力成为连接各类能源资源的关键媒介。
2. 氢气：作为另一种潜在的中间性能源载体，氢能源可以通过电解水等方式从各种可再生能源中获取，然后转化为电能或直接作为工业原料和交通燃料使用。虽然目前氢能源产业链的成熟度相对较低，但其在能源互联网中的作用越来越受到重视，尤其是在支持深度脱碳和大规模能源存储方面具有潜力。
在构建未来能源互联网的过程中，电能与氢能可能会共同发挥综合性和中间性的作用，促进多能互补、协同优化和智能调度，以实现更高程度的能源系统整合和低碳化转型。
四、当前氢能作为能源互联网介质存在的问题有哪些？
当前氢能作为能源互联网介质存在的问题主要包括以下几个方面：
1. 制氢成本高：尽管氢气是一种丰富的元素，但通过可再生能源电解水制氢、化石燃料重整制氢等方法生产“绿氢”或“蓝氢”的成本相对较高。尤其是电解水制氢过程中需要大量电能，如果电力来源于非可再生能源，则会增加碳排放；若使用可再生能源电力，则面临电力成本和电网接入限制的问题。
2. 储存与运输难题：氢气的密度低且极易泄漏，对储存容器的要求极高，目前常用的高压气态储氢、低温液态储氢以及固态储氢技术都存在一定的局限性，如安全性要求严苛、能量损失大、设备成本高等。同时，氢气的长距离运输也是一个挑战，需要建设专用的管道网络或者利用液化、压缩等方式提高运输效率。
3. 基础设施不足：全球范围内，支持大规模生产和分配氢气所需的基础设施严重缺乏。包括加氢站、氢气输送管网、氢气存储设施在内的全套产业链尚未完全建立起来，这在很大程度上阻碍了氢能的大规模商业化应用。
4. 安全问题：由于氢气具有高度易燃易爆的特性，其生产、储存和使用过程中的安全管理非常关键，相关的安全标准和技术规范需要进一步完善和严格实施。
5. 政策法规与市场机制不成熟：在全球不同国家和地区，关于氢能产业的政策法规体系尚处于发展和完善阶段，相应的补贴政策、价格机制、市场监管等方面有待健全。同时，如何将氢能纳入现有能源市场交易体系，并形成合理的定价机制也是一项挑战。
6. 技术瓶颈：虽然氢能利用技术在不断进步，但在燃料电池、高效电解水制氢技术、低成本催化剂等方面仍需取得更大突破，以降低成本并提升系统整体效率。
7. 社会认知与接受度：对于氢能作为一种新的能源载体，社会各界的认知程度和接受度还需要逐步提高，消费者对于氢能汽车的安全性、续航里程及充能便利性的顾虑也需要通过实际案例和示范项目来消除。
氢能作为能源互联网的核心介质并实施大规模的应用，必须解决上述诸多技术和非技术层面的难题，在新的能源体系及未来的能源变革中逐步推动技术创新、基础设施建设和市场环境优化等方面的协同发展。
来源：智见能源
