多元化氢储能技术路径与系统优化研究进展

刘亚楠1,2，刘海峰1,3，金超4，詹月辰5，梁欣5，李斌2,6　尧命发1（1.先进内燃动力全国重点实验室（天津大学），2.国家储能技术产教融合创新平台（天津大学），3. 广西大学机械工程学院，4.天津大学环境科学与工程学院，5.中国石化销售股份有限公司应用技术研究院，6.天津大学电气自动化与信息工程学院）

摘要：随着可再生能源规模化发展，其波动性与时空不匹配问题日益凸显。氢能因具有高能量密度、长期储存和灵活转化等优势，成为协调可再生能源时空分布的重要载体。然而，氢储能系统仍面临制氢响应慢、储运成本高、多场景适配性差等挑战。为此，基于“源- 储- 用”协同视角，系统梳理了氢储能在可再生能源系统中的应用现状与发展路径，分析了主流储氢技术的特性、挑战及其与可再生能源系统的匹配适应性，归纳了系统协同控制、容量配置优化及全链条经济性评价等方面的集成优化进展，展望了未来氢储能在可再生能源系统中的发展趋势。研究结果表明：①不同储氢技术各具优缺点，在实际集成中需综合考虑可再生能源的时空分布、负荷特性及地理条件进行选型与容量优化；②通过协同控制策略与容量优化配置，可提升系统运行的经济性与可靠性；③当前系统发展仍面临制氢动态响应滞后、储运成本高昂及多场景适配性不足等瓶颈，需重点攻关。结论认为，未来应通过关键技术突破与系统多环节协同优化，推动氢储能实现规模化、低成本应用，从而为高比例可再生能源系统的稳定、高效与经济运行提供重要支撑，也为相关系统的设计与集成提供理论与技术参考。

关键词：可再生能源；氢储能；低碳；储氢技术；控制策略；容量配置；系统优化；能源转型