锂电池之后：固态储氢崛起为下一代储能技术

固态储氢崛起为下一代长时储能

今年 3 月，海湾地区局势紧张一度波及霍尔木兹海峡航运，而这条海峡承担着全球约 20% 的石油和天然气运输量，国际油价随即突破每桶 120 美元。各国紧急动用战略储备，稳定供应链。这场冲击让整个能源市场都感受到了寒意。

这次事件说明了一件事：能源安全的核心，正在从“生产多少”转向“如何储存、如何供应”。再加上碳中和目标和可再生能源规模扩大，如何把多余的电力长期储存起来、在需要时再释放出来，正成为全球能源产业的关键竞争力。这类技术被称为长时储能（LDES）。

在这个背景下，韩国材料研究院（KIMS）提出：大力发展固态储氢技术。研究院认为，这将是下一代长时储能的解决方案，并正在加速推进商业化。KIMS 不满足于只研发新技术。他们还主打低成本制造工艺和标准化战略，目标是率先抢占全球市场。

过去二十多年，锂电池主导着储能市场。智能手机、电动车、储能系统（ESS）的普及，都是锂电池撑起来的。

但在长时储能领域，锂电池的短板很明显。储存时间越长，成本压力越大，火灾风险也没能彻底解决。对于需要储存数月以上大容量电力的场景，很多人认为锂电池的经济性并不理想。于是，全球都在为“后电池时代”做准备。

压缩空气储能（CAES）、液态空气储能（LAES）、抽水蓄能……多种技术正在被开发。其中，固态氢储存技术被视为最有潜力的下一代方案之一。

氢气很早就被看作是未来的清洁能源，但储存和运输一直是商业化的绊脚石。以往主流做法是 350 到 700 个大气压的超高压压缩，或者零下 253 摄氏度的液化方式。但安全性、能耗和成本问题一直存在争议。

KIMS 走了一条不同的路。他们不是把氢气压得更紧，而是让它稳定地储存在金属内部。

KIMS 移动金属研究中心主任金英民表示，长时储能时代不仅要看储存容量，安全性、经济性和供应链稳定性也必须同时满足。他认为，固态氢正好能满足这些条件，是一个切实可行的方案。

固态氢储存技术不是把氢气压进罐子里，而是让金属像海绵一样把氢气吸进去。

KIMS 正在开发的镁镍（Mg-Ni）基储氢合金，能把氢气以化学方式结合进金属内部，形成金属氢化物。需要用的时候，只要加热，就能把氢气重新释放出来，供燃料电池或发电设备使用。

这项技术在 10 个大气压以下的低压环境中就能完成储存，比传统高压储存方式更安全。同样的空间里，能储存更多的氢气，这也是它的优势之一。运输过程中也不需要超高压容器，可以直接以金属氢化物的状态运输，让长途运输更安全、更高效。

目前全球市场的竞争格局是：日本和中国在稀土基储氢合金上占优势，而 KIMS 走的是镁基合金路线。稀土合金技术成熟度高，但价格贵，而且对中国的依赖度也高。相比之下，镁资源丰富、价格低廉、重量轻，理论储氢量也高，更适合大容量长时储存。

除此之外，KIMS 还解决了商业化路上最大的障碍——制造成本。通过简化工艺、改进材料技术，他们把制造成本降到了原来的十分之一，经济性大幅提升。接下来，团队计划通过大容量实证，在实际工业场景中验证价格竞争力。

在 KIMS 看来，标准化和技术研发同样重要。

锂电池能够占领全球市场，一个关键原因就是电芯规格实现了标准化。即使制造商不同，只要采用统一规格，就能实现大规模量产，价格自然就能降下来。

KIMS 正在开发的“标准卡匣”，用的正是同一个逻辑。目标是让发电厂、产业园区、港口、AI 数据中心等各种场景，都能用上同一规格的储能模块。用户只需要根据所需容量，接入或更换卡匣就行。

未来甚至可以搭建全新的能源物流体系：在发电厂给卡匣充能，运到产业园区或港口使用，用完后再回收、再充能。

金英民主任表示，电池行业靠电芯规格决定了竞争力，固态氢领域，标准卡匣也会成为全球市场的标准。

研究团队认为，固态氢储存技术最先会在两个领域普及：小型模块化反应堆（SMR）和 AI 数据中心。

SMR 能稳定供电，同时还能提供高温热能。利用这些热能，可以生产不排放碳的“粉氢”，再把生产出来的氢气以固态形式长期储存。而后续释放氢气所需要的热量，也可以直接用 SMR 的余热来提供，整个系统的效率因此能进一步提高。

生成式 AI 的普及，也带动了数据中心用电需求暴涨，这也是一个新兴市场。目前数据中心的备用电源主要靠电池和柴油发电机，但要实现长时间的环保备用供电，这两种方式都有局限。固态氢储存时间长，火灾风险低，正因如此，它被视为下一代长时储能 UPS 的候选方案。

港口和产业园区同样有很大的应用空间。釜山、蔚山、庆南地区聚集了核电、造船、港口和机械产业，从研发、实证到制造、应用，形成了完整的产业链条，被认为是理想的产业基础。

KIMS 计划从 2027 年起，启动 100 公斤级以上的大容量实证。目标是：把氢气以固态形式储存 6 个月以上，需要时能连续稳定供电 48 小时以上。

如果实证成功，这将是发电厂、数据中心、产业园区、港口等多个领域首次验证商业化可行性的重要案例。

金英民主任表示，独立的材料技术和低成本制造工艺已经掌握。接下来最重要的任务，是通过大容量实证，赢得产业界的信任，抢先建立全球标准。

固态氢储存技术不只是一种新的储存方式。它背后是镁基储氢合金、十分之一成本工艺、标准卡匣战略这三张牌，目标是为长时储能市场树立新标准。

随着能源产业的竞争重心从“生产”转向“储存”，KIMS 计划在 2027 年推进的实证项目，很可能成为韩国氢储存技术走向全球市场的重要分水岭。

【信息来源：electimes】