西班牙2040年可再生能源剩余电力制氢潜力研究：季节性储能与盐穴储氢解决方案

为解决西班牙能源系统转型中可再生能源间歇性与季节性失衡问题，研究人员开展2040年能源情景模拟，量化了17.33 TWh的剩余电力可生产4.33×109 m3氢气，并评估60个盐穴储氢的可行性，为欧盟氢能战略提供关键数据支撑。

　　

在全球能源转型浪潮中，西班牙因其优越的可再生能源禀赋被欧盟寄予厚望。然而，随着光伏和风电装机量激增，电力系统的季节性矛盾日益凸显——夏季阳光充沛导致电力过剩，而冬季需求高峰却面临供应缺口。这种"丰余缺欠"的困境如何破解？传统电池储能难以应对大规模季节性调峰需求，而氢能作为能量载体展现出独特优势。

西班牙的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表的研究，首次系统模拟了2040年该国85%可再生能源渗透场景下的电力盈余格局。通过分析2022年历史发电数据，结合国家综合能源与气候计划（PNIEC）的装机规划，研究团队建立动态模型预测季节性电力流动。结果显示：春季（9 TWh）、夏季（6.2 TWh）和秋季（2.1 TWh）共产生17.33 TWh剩余电力，若以75%效率的质子交换膜（PEM）电解槽制氢，可生产4.33×10⁹ m³氢气。

研究采用三步关键技术：1）基于Red Eléctrica历史数据建立日尺度发电模型；2）按PNIEC规划调整各技术装机容量；3）引入CCGT（联合循环燃气轮机）动态调节算法。敏感性分析显示模型MAPE（平均绝对百分比误差）仅0.936%，验证了预测可靠性。

在储能方案部分，研究聚焦地质储氢这一关键技术。西班牙现存Torrelavega、Sales de Monzon等盐穴虽当前用于制盐，但其地质特性符合储氢要求。模拟表明：标准50万m³盐穴在1000米深度、180-60 bar压力下可存储7300万m³氢气（含26%垫底气），60个此类盐穴即可满足全年存储需求，总投资约16.8亿欧元。

研究特别指出，氢能产业链的"电-气-电"整体效率约45%，虽低于电池储能，但其数月级的存储周期不可替代。通过Power-to-Gas（PtG）技术将夏季过剩电力转化为合成天然气（SNG），可注入现有管网缓解冬季5.69 TWh的电力缺口。这种"跨季节能量银行"模式，为西班牙实现90-100%可再生能源目标提供了关键技术路径。

该研究的创新性在于首次量化了西班牙氢能储运的基础设施需求，并证实盐穴改造的经济可行性。作为欧盟氢能走廊（H2Med）的关键节点，西班牙未来可能向德国、荷兰出口绿氢。研究建议优先在Guadaquivir盆地等盐矿富集区试点，逐步建成覆盖全国的储氢网络，这将大幅提升欧洲能源系统的韧性与安全性。