前沿技术 半导体氢气传感器TGS2616：保障氢能储能安全

近年来，随着氢能在交通、储能、工业等领域的应用规模不断扩大，我国加氢站建设数量的全球领先地位也引起了人们对氢能安全的关注。业内普遍认为，安全是氢能产业化发展的基础和内在要求，随着氢能应用场景不断增加，如何防范新的安全风险直接关系到整个产业的发展。为此，我们需要推动氢能产业关键技术和安全技术的协同发展，提升氢安全技术手段，实现氢安全级别的升级，以确保氢能产业的安全和可持续发展。
储能技术是我国追求“能源自给自足”和实现“双碳”目标的重要手段之一。目前，储能站所应用的主流技术是锂电池储能技术。自1970年商用锂电池诞生以来，无数从业者为了提高锂电池的转化效率而努力。如今，锂电池的充电效率已经达到90%以上，放电效率则是80%左右，这使得锂电池在储能站中具有稳定的性能表现。然而，随着模块化电池制造业的日益成熟，锂电池储能站的利润空间逐渐缩小。在竞争日益激烈的储能市场中，寻找新的储能技术成为企业谋求利润的突破口。氢能储能技术成为了备受关注的储能“新秀”。
& s2 g$ W. p" v6 K% W5 |尽管氢能储能技术具有悠久的研发历史，但长期以来，由于技术水平和成本等因素的限制，它并未得到广泛应用。然而，随着可再生能源的快速发展，氢能储能技术重新成为能源领域的热点。2022年3月，中国国家发改委和国家能源局发布了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，首次系统性提出了氢能在交通领域以外的多个规模化应用场景的发展规划，包括储能、发电与工业。
氢能储能的原理是利用电解水制氢技术将水分解成氢气和氧气，然后将氢气储存在高压气瓶或其他储存设备中。当需要电力时，储存的氢气可以通过燃料电池等设备转化为电力。这种技术的优点在于其高效、安全、环保等特性，并且可以有效地解决可再生能源发电的间断性问题，提高电力系统的稳定性和可靠性。
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. y. Q3 G& D: |% J. I. f" D尽管氢能储能技术还需要进一步的研究和发展，但它已经展现出了巨大的潜力和广阔的应用前景。随着技术的进步和成本的降低，氢能储能技术有望在未来成为一种重要的能源储存和利用方式，为推动能源转型和实现可持续发展提供强有力的支持。
当前，氢能的能量转化率大约在60%~70%，与锂电池的能量转化率相比稍显不足。预计到2050年，氢能源将满足全球最终能源需求的7%。以氢能为核心的化学储能系统，涉及氢气的制备、储存和运输，以及以氢为燃料的发电。其中，氢储能应用的核心在于氢与其他能量形式（尤其是电）之间的转换。在氢与电的转换过程中，可再生能源发电后，电力被用于电解水制氢，制备出的氢气被储存下来，随后用于燃气轮机或燃料电池发电等能源化场景。
换言之，通过电氢之间的转化，波动性的绿电可以大规模转化为氢能，进行长周期的储存、运输和能源化使用。在构建新型电力系统方面，氢储能在发电侧、电网侧和用电侧的部署，可以优化提升电网系统的容量和灵活性。在发电侧，氢储能通过“电-氢-电”的转换过程，可以促进可再生能源的消纳，平抑波动；在电网侧可以辅助调峰；在用电侧可以灵活参与需求响应，或者作为备用电源和离网电源使用。
波士顿咨询董事总经理、全球合伙人王海旭指出：“在以可再生电力为主导的电网系统中，氢能是最理想的长期储能方式，也是灵活发电的清洁能源。氢能的能源化应用场景正在迅速发展。”目前，燃气轮机的掺氢和纯氢发电、锅炉的掺氢掺氨发电、燃料电池热电联供等领域已有丰富的商业实践。
尽管氢气储能技术具有广泛的应用前景，但我们也必须正视其存在的安全风险。由于氢气的高能性和易燃性，以及在储存和运输过程中可能出现的泄漏问题，氢气泄漏可能导致能源浪费，并存在引发火灾和严重爆炸事故的隐患。因此，目前氢气主要在大型应用场景中使用，并且需要使用专业性的设备以确保安全。
  m' |3 _' R- _0 f7 |/ H: k尽管如此，近年来氢燃料电池汽车的发展为氢气储能技术提供了新的应用领域。氢燃料电池汽车利用氢气作为燃料，可以实现零排放的驱动方式，对于减少交通尾气排放、改善空气质量具有重要意义。此外，在工业生产过程中使用氢能源替代传统的高碳能源也有利于降低工业生产的碳排放。
4 p: u) n/ E/ |: L; M5 L) q- r总体而言，尽管氢气储能技术存在一定的安全风险，但其在能源领域的应用前景仍然广阔。通过加强安全管理、提高设备专业性等措施，可以降低安全风险并进一步推动氢气储能技术的发展。对于氢气储能安全中氢气泄漏检测，工采网推荐半导体氢气传感器TGS2616-C00：TGS2616-C00是日本FIGARO研发的半导体原理传感器，响应快速、功耗低、体积小，TGS2616-C00 内含全新开发的敏感素子，受酒精等干扰气体的影响极小，而对氢气具有较高的选择性。非常适合用于检测氢气浓度变化。可以检测10-3000ppm范围的氢气浓度。
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