都說大量的電是很難儲存的，為什麼不用電解水來儲存能量、轉換多餘的電能？

看到這個問題，首先要解釋一下，關於大量電能的存儲問題不僅僅是存儲方法的問題，而更重要的是電能到使用過程的轉化率問題。

所以針對這個問題，我大致從三個方面來討論一下自己的看法。

01

對於大容量電能的存儲要求，需要從兩個大方面來衡量，那就是存儲的容量和存儲過程與釋放過程的能量轉化率。

現在關於大容量電能的存儲方法也有不少，比如蓄水法，超大容量電容法，超高速飛輪存儲法等等，而蓄電池法是在容量有限範圍內使用。

02

對於電解水來存儲電能的方法，很早就有人提出了。但是由於電解水的效率極低，而電能轉化為化學能的損耗高轉化率低，導致這一方法無法帶來實際的效益。也有少數行業的需求來用此法存儲能力。

最近有新聞講，有關電解水的催化劑材料有了突破性的發展，在未來很有可能實現低成本高效益的電解水來存儲大容量電能。

03

電能是目前最清潔的能源之一，更高效的存儲和利用電能，才能使我們的生活環境變得更好。所以倡導小夥伴們好好學習，一起來為這個偉大的目標奮鬥。

我相信還有很多更好的儲能方法，這都需要小夥伴們一起來創造和發現。

歡迎小夥伴們一起來討論，一起來分享，一起來成長。

目前儲能領域最大規模的儲能方法是抽水儲能。能量轉化率大約70%左右，也就是儲存100度電能放出70度左右。但抽水儲能受地形環境等等限制，不能隨時隨地建設，還要扣除輸送衰減等等因素。其他還有壓縮空氣儲能80%效率，但儲能和釋放過程伴隨鉅額的熱量釋放和吸收，必須搭配城市供暖系統和火機電站等系統配合使用，慣性飛輪儲能大約85%效率，缺點機械磨損等因素導致自衰減及壽命問題，如果用磁懸浮則自身能耗較大無法達到高效率。超級電容儲能90%效率，缺點能量密度太低，放電不線性。蓄電池儲能包括鋰硫電池鐵鋰電池鉛酸電池鈦酸鋰等等，轉化效率從80%-95%不等，各有優缺點。蓄電池儲能是比較理想的儲能方式，也是我比較看好的儲能方式，之前收成本制約無法大規模應用。隨著我國大力推進新能源汽車等政策，刺激了電池行業的迅猛發展，目前來說基本已具備大規模應用的條件了。提問所說的電解水壓縮氫氣儲能也是一種方案，不過效率嘛，電解水大約50%不到的效率，壓縮還要另外消耗20%左右電量，另外氫氣貯存困難並且存在自洩露等問題，日洩率1%左右。然後氫轉化為電用燃料電池技術大約90%效率，用氫發動機效率大約45%。這樣算一下燃料電池0.5*0.8*0.9＝0.36。氫發動機0.5*0.8*0.4＝0.16。再減去氫氣洩露，燃料電池催化劑壽命短，功率密度很低（瞬間放電能量太差），對空氣質量要求高等等不利因素，氫儲能綜合效率不會超過35%（燃料電池）或15%（氫內燃機）！另外成本高昂！危險性很大。雖然技術上可行但和其他儲能方式根本沒有可比性！其實氫能源本身就是個偽命題，不管是車用還是儲能，都是得不償失的一種方案，在目前人類技術條件下幾乎沒有任何應用價值。小規模應用一下作為對工業廢料氫的一種消耗還是可以的，但想要大規模發展簡直是痴人說夢！

電離水可以得到氧氣和氫氣。我們可以將電網的富餘發電量用來電解水，從而得到氫氣。但這並不是一個好的辦法。

在工業上製取氫的方法有很多種，例如：將天然氣進行蒸汽重整來大規模生產氫氣：

在這些工業制氫的方法中，用電解水制氫的成本是最高的，除非電費非常的便宜。

在整個電力系統中，富餘電量一般是在豐水期產生的：由於水電廠水庫的庫容有限，在豐水期時，為了大壩的安全只有“棄水”。這就相當於浪費了電能。當然，也有因為輸電線路的斷面輸送能力不足造成的棄水。

應對的方法也很多：

電力系統一般會優先使用無法進行儲存的發電能力。例如：在豐水期首先使用水力發電來供電，火電廠停發或旋轉備用，節約下來的煤碳就相當於儲存了電能。

修建大型的具有年調節能力以上的水壩也能夠起到儲存電力的作用。

抽水儲能：將低處水庫的水抽到高處，然後在用電高峰期將高處水庫的水放出來發電。

圖：抽水儲能

還有一些分佈式的儲能方式：蓄電池儲能、空氣壓縮儲能等。

……

這些方式都比電解水要經濟得多。有的小水電廠將這些富餘電量用來挖比特幣也是可以的。對於一些水電實在是富餘的地方，修建一個大型的電解鋁工廠就能極大的消耗這些富餘的電量。

我是學電氣自動化的，我個人認為電解氫沒有價值。

第一，可以電解鋁，鋁土礦便宜，利用風光棄點電解鋁，由供電局採購，當然，這是鋁箔卷，做成鋁空氣電池使用。能量密度大，用途廣，當作一次性動力電池用，用完了可以重新回收利用，而鋁加工業可以設置在風力發電，光伏發電區域內。不單做鋁箔，還可以做鋁錠。鋁箔還是重要的工業半成品，需求巨大。

第二，可以建造壓縮空氣儲能，利用5Mp壓縮空氣，甚至可以建造壓縮空氣市政管道，按每立方0.3元算，還有沿街共享充氣設備，利用35KV級別供電的空壓機壓縮空氣儲氣罐，高壓儲氣罐約有10立方公里的儲氣罐群，電多的話開機充氣，沒電的話開氣發電，可是可以的。

第三，通過抽水蓄能電站，最應該建設在墨脫，修建2公里高的水壩儲水，用大型抽水機把達旺地區的地下水抽乾，還有是用大型抽水機把海水從海邊用渡槽把海水送到羅布泊沙漠，地區，並修建水壩，多電時抽水，沒電時排水，直接排在沙漠晒鹽，而修建的水壩可以養海鮮，對於新疆，海鮮是十分昂貴的。墨脫蓄能電站有戰略意義，印度膽敢侵華，就一次放水淹死他，而墨脫水電系統，必須擁有2000平方公里蓄水湖，這個項目需要動用氫彈。

這個就是我設計的全國性蓄能系統。

都說大量的電是很難儲存的，為什麼不用電解水來儲存能量、轉換多餘的電能？

蓄電技術其實很常見，但我們日常所能見到的電動車或者鋰電池應急電源車，甚至大型UPS等，都是小規模甚至是微型蓄能的一個設備，而對於一個城市和更大規模的蓄能，這些明顯就是不夠的，現在主要有哪些大規模的蓄能技術呢？

一、抽水蓄能，綜合轉換效率約70%

二、壓縮空氣蓄能，綜合轉換效率約80%

三、大規模電池蓄能，綜合轉換效率80%-90%

四、飛輪儲能與電容儲能約85%-90%

當最常用，規模最大的也就抽水蓄能，比如位於浙江安吉天荒坪的抽水蓄能電站，水庫蓄能能力1046萬kW·h，裝機容量180萬kW·h，對於水利建設行業來說這並不是一個特別大的數字，但如果用其他方式來實現，還真不是一般的難，比如壓縮空氣，這空間需要太大，而且壓縮過程會有熱量散失，電池蓄能成本太高，而且維護更換成本非常可觀，飛輪與電容無法大規模應用！因此在大規模以及超大規模上只有抽水蓄能能達到我們的要求！

安徽響水澗抽水蓄能電站

那麼電解水，然後儲存氫氣呢？

目前商用最普遍的電解槽法，耗能大約在 4.5~5.5kwh/N m^3，能效大約在 72%~82%，摺合約30~40元/kg氫，按熱值算大約是汽油的1.5-2倍！

但氫要重新轉換為電能有兩個方式，一是內燃機或者燃氣輪機，另一個是燃料電池，前者效率只有40%（內燃機）-60%（聯合循環燃氣輪機），燃料電池能效和燃氣輪機差不多，也能達到60%，那麼電解氫最高效率可以達到50%左右（理論最高值），實際還有儲氫損失（高效低成本儲氫一直是一個難題）以及燃料電池的催化劑損耗等，一般很難超過40%！

在這幾個蓄電效率上，電解氫然後在重新轉換成電的效率是最差的，當然對於國內棄風棄光這種白白浪費的電能，無疑這也是一條出路！因為在抽水蓄能儘管非常合適，但卻並不是什麼地方都可以建設抽水蓄能電站，需要一定的地勢配合，還需要大量的水資源可供調配，因此從這一點來看，電解氫不失為一個方法，但它並不是最好的方式！

剛好昨天看了一個科教片，說的是電的應用歷史，最早的火力發電站是由愛迪生髮明的，使用的是直流電，因為電壓低，線損大，發電站必須建在居民區旁，後來，特斯拉發明了交流發電站，可以非常方便的提高電壓，於是發電站可以建在遠離城市的郊區，減少噪音和汙染，值得玩味的是，現在特高壓輸電技術又變成直流電了，是不是有一種輪迴的感覺?

筆者覺得，目前最容易利用的能量是太陽能，而陽光最好的地方卻基本上都是在人跡罕至的沙漠地區，人口密集的城市卻沒有多少場地用以建設太陽能發電站，那麼，是否也像直流電的輪迴一樣，太陽能發電站也走一條分成式儲能發電的路子?充分利用城市的樓頂，周邊郊區的廢棄空地，甚至是填埋完畢的垃圾填埋場，建設小型分佈式太陽能儲能發電站，儲能方式就用鋰電池，雖然目前鋰電池的價格還不低，但是，隨著鋰電池的生產日益成熟，成本遲早會降下來，而且是在不久的將來，降得比鉛酸電池還要低，鋰的資源也很豐富，海水，鹽湖裡多的是，那為什麼還要利用氫氣?電解水生產氫氣的難題突破還需要一段時間，鋰電池白菜價指日可待，那為什麼捨近求遠?

筆者在自己家樓頂安裝了一套太陽能儲能發電站，僅8.9千瓦的功率，投資3.2萬元（大量採用二手太陽能發電板和二手磷酸鐵鋰電池降低成本，不遠的將來，一手的也會像現在二手的一樣便宜。），佔樓頂面積1/3，因為夠用了，還有2/3閒置著，就這樣的小電站，晴天還是要棄用一半的電量（成本限制，只配置了自持48小時的鐵鋰電池），每個月電費只有20幾元（因為連續陰雨天不夠用，臨時切換到市電）。

這還只是筆者的個人行為，假如以小區為單位，統一規劃，統一建設，利益均分，建設難度不大，建設成本不高，充分利用空間，節能減排，何樂而不為呢？

大規模的太陽能風能發電站，留著給工業使用，工業城建設在沙漠地區不是不可能。

電解水生成氧氣和氫氣，在技術上是可行的。

但是氫氣的存儲，目前還是個難題。氫原子是最小的的原子，對容器的密封性要求極高，一旦洩露，非常容易爆炸。同時氫氣需要在零下253度才能液化，因此儲存氫氣時也會消耗大量的能量（約為氫氣燃燒釋放能量的30％）。

基於安全性及成本考慮，這種的方式並不適合儲存能量。

抽水蓄能70%和壓縮空氣蓄能效率80%應該都是達不到的，尤其是壓縮空氣蓄能應該30%都難實現。假設抽水電機效率95%，水泵效率80%，水輪機效率80%，

發電機效率90%，那麼最終電到電的效率為0.95*0.8*0.8*0.9=0.5472。

目前電力存蓄是個問題，大量的光伏電力，風電力，水電力，火電力，

火電力可存煤，存油，水電力可抽水蓄電水庫，

對於於大光伏，大風電，可以電解水制氫，製氧，並且可利用臭氧對水體進行東菌淨化，

風光棄電電解水，可以在正負極收集氫氧氣和極砂，

儲存電能要效率高，轉化快，成本低。目前最大型的就是抽水蓄能電站。效率大概是70%，儲存1度電，用的時候是0.7度電。參考波峰波谷電價，還是划算的。缺點是選址太麻煩了