评论:氢有助于提高能源安全

净零排放正在改变我们的能源系统。去年，全球电力消费的四分之一多一点来自可再生能源，与五年前相比，这是一个巨大的飞跃。然而，正如当前欧洲能源危机所表明的那样，这种转变仍然缺乏替代天然气的可行选择。随着稳定可靠的煤炭和天然气工厂逐渐被更清洁但间歇性的能源所取代，供应和需求之间出现了持续而多变的不匹配，随着我们的能源系统不断发展以适应工业、供暖和运输的电气化，这个问题将会加剧。核能将有助于解决这一问题——它提供可靠基载电力的能力将是净零能源系统的基石——但新一代核电站仍在开发中。

为了真正实现“零碳计划”，迫切需要各种各样的无碳解决方案来填补空白并稳定系统，以满足短期和长期需求的激增。一种安全可靠的方式来管理这些波动，现在不再仅仅是环境的重要性:除非我们找到一条不同的道路，否则我们注定要忍受能源不稳定的进一步周期，以及由此导致的经济和政治脆弱性。

小心总比后悔好

能源存储是解决这一问题的核心，提供储备，以迅速利用，为系统提供必要的灵活性和弹性。然而，我们需要清楚地了解需要哪种类型的存储，以及最适合这一要求的技术:在恢复弹性的竞赛中，我们必须看到更大的图景，并相应地进行投资，有效地将资源分配给将产生最大影响的技术。

我们通往净零的道路已经不确定，需要各行业进行根本性的变革。这使得它特别容易受到供应冲击和价格不稳定的影响。为了从能源生产和储存的碳氢化合物模式及其对全球供应链的影响中吸取教训，我们必须确保我们的净零能源系统能够具体构建的多样化和灵活的基础。

电池电量不足

电池技术正以惊人的速度发展。然而，尽管该行业有了相当大的增长，也出现了使用电动汽车电池作为智能储能电网等高效想法，但目前还没有一种电池技术能够以必要的规模管理需求，更不用说接近可用性了。锂目前是电池生产的主要材料(因此也是蓬勃发展的电动汽车市场)，其价格看起来可能会保持在高位。关于大规模锂开采和加工对环境影响的问题越来越多，而该行业缺乏有效的回收技术。太空也是一个真正的问题。

然而，最根本的问题是规模问题。据估计，到2040年，全球电池储能装机容量将达到3太瓦时，相比之下，仅德国的可再生能源产能估计就为1000太瓦时。再加上电池本质上是一种在短时间内提供电力的方式，这意味着电池存储只能在极短的时间内有效:有利于保持系统频率，并迅速上线以填补供需之间的实时缺口，但不能解决数天甚至数周的长期弹性问题。

不怕风雨

进入氢。作为一种能量载体和能量存储，氢可以帮助提供一种安全、低碳的能源，能够大量存储。世界各地的项目都在探索在现有的地下设施(如盐洞和枯竭水库)中储存氢气，在许多情况下试图利用现有的天然气基础设施。使用这些设施储存氢气在技术上是可行的，而且将其储存能力扩大到目前所需的规模和条件所面临的挑战是众所周知的。

扩大规模将具有挑战性。然而，氢气有一些关键的好处。它可以是零碳的，相对容易储存，理论上，使用由可再生能源和水制成的所谓“绿色氢”，其供应链将是强大的，并能够纳入大量的本地生产。它是为数不多的几种能源储存形式之一，可以实际扩大规模以满足几周内的电力需求，因此，与水电或核能不同，它可以实际补充可再生能源系统。更重要的是，储存的燃料可以用于多种用途:可持续运输燃料或为工业过程提供动力，以及转化为电力的能力。这些特性使氢成为清洁能源和更稳定、更安全、更有弹性的能源系统的有力竞争者。

储氢行业现在正在动员起来，为这些地下项目的可行性提供坚实的商业案例，这些商业案例建立在氢气的生产和未来使用的基础上。他们的成功将是释放氢作为有效能源存储系统的潜力的重要一步。

为未来储存

还有很长的路要走。今天的能源系统不是一蹴而就的，明天的也不会。然而，时间至关重要，现在必须开始规划，在整个价值链中确定氢气最适合于净零过渡的位置。这将使消费和以最有效和商业上合理的方式生产和储存所需的数量变得清晰。

随着任何新形式的能源储存取代天然气，基础设施和思想都需要发生重大转变，并且需要尽快奠定基础。有了正确的方法，我们不仅可以按时实现净零排放，而且还可以使未来的能源系统更加耐用和可靠。

克里斯·麦克迈克尔是能源存储工程交付经理阿特金斯