在新型電力系統的構建過程中，在碳中和這一人類社會共同的目標下，可再生能源如風電、光伏等成為發展的主要方向。而氫能不僅可以作為清潔零碳的新能源，還可以作為儲能載體，以解決可再生能源的波動性和間歇性引發的發電、用電匹配失衡等問題，維持電力系統平穩運行。
氫儲能的定義
氫儲能分為狹義氫儲能和廣義氫儲能兩種。
狹義上，是基于“電 ? 氫 ? 電”的轉換過程，利用富余的、非高峰的或低質量的電力來大規模制氫，將電能轉化為氫能儲存起來或供下游產業使用；在用電高峰時利用氫氣通過燃料電池或其它方式轉換為電能輸送上網，發揮電力調節的作用。

廣義上，氫儲能強調“電 ? 氫”單向轉換，將儲存的氫氣應用于交通、鋼鐵領域，或者轉化為甲醇和氨氣等化學衍生物，不再從新上網發電。廣義氫儲能沒有二次能量轉換，整體效率更高，經濟性更好。

氫儲能系統組成

氫儲能系統包括制儲氫系統、氫運輸系統和氫發電利用系統，氫能產業鏈和發電系統結合，提升電網質量和氫氣的利用率。

氫儲能應用場景
氫儲能在新型電力系統中的應用場景可以從三個方面來看：電源側、電網側和負荷側。
電源側：提高可再生能源消納、減少棄風棄光
2023年全國風電、光伏利用率的分別為97.3%、98%，仍處于較高水平，但近年來風光發電發電量增大，消納難度也在上升。2022年西藏棄光率達到20%，青海的棄光率為8.9%，而到2023年，西藏棄光達22%、青海8.6%。氫儲能可以儲存無法被電網消納的剩余電能，平抑可再生能源發電波動，并協調配合電力系統調度安排及時調整出力。
電網側：調峰、調頻及輔助服務
氫儲能系統具備快速響應及啟停能力的電解制氫系統，可以為電網運行提供調峰輔助容量，調節容量缺口，并緩解輸配線路阻塞;在用電高峰期大容量燃料電池發電系統可在電網超負荷運行時用作調峰機組，解決輸配電系統發生擁擠阻塞、電力輸送能力跟不上等問題。
負荷側：削峰填谷、需求側響應、應急備用電源。
電解制氫系統可在用戶側利用谷電制氫實現調峰，用于峰谷電價套利，其至是季節價差套利。也可參與電力需求響應，如分布式氫燃料電池電站和分布式制氫加氫一體站就可作為高彈性可調節負荷。此外，還可作為應急備用電源來使用。
氫儲能的優勢和不足
大規模、長時儲能、跨區應用是氫儲能的優勢。氫儲能是少有的能夠容量達到太瓦級（TW）的儲能方式。且氫儲能自放電率幾乎為0，可以適應長達1年以上儲能。此外，氫氣轉化形式多樣、運輸方式多元，不受輸配電網絡的限制，可以實現跨區域調峰。
但相對來說，氫儲能系統效率較低。抽水蓄能、飛輪儲能、鋰電池、鈉硫電池以及各種電磁儲能的能量轉化效率均在70%以上。而在“氫-電”轉化過程的燃料電池發電效率為50%-60%，其中有大部分能量轉化為熱能。“電-氫-電”過程存在兩次能量轉換，整體效率更低，根據系統不同可達到40%-50%不等。
此外，氫儲能系統成本遠高于抽水蓄能等主流新型儲能，抽水蓄能和壓縮空氣儲能投資功率成本約為3000-5000元/kW，熱儲能成本約3000-4000/kW，電化學儲能成本更低，最低的鉛酸蓄電池和鉛炭電池僅500-1000元/kW，而氫儲能系統成本約在6000-8000元/kW，在價格上不具優勢。
但在遠海風能開發上，氫儲能是解決海上風電大規模并網消納難，深遠海電力輸送成本高等問題的有效途徑。
氫儲能發展現狀
近年來，我國從科研攻關、示范應用、標準建設層面全面支持中長期氫儲能的發展，以推動可再生能源發電消納。在《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》中提出:“開展氫儲能在可再生能源消納、電網調峰等應用場景的示范，探索培育'風光發電+氫儲能’一體化應用新模式”。在《“十四五”新型儲能發展實施方案》、《“十四五”現代能源體系規劃》等文件中，均提出將氫儲能列為可再生能源發電消納的主要方式之一。在全球范圍內，氫儲能也得到越來越多的關注和應用，如法國法國HYFLEXPOWER項目等。
雖然仍面臨技術、市場需求不足等方面的方面的困難，但隨著氫儲能技術的不斷進步，相信在未來能源儲能領域，氫儲能將成為主流技術之一。