作為一種二次能源,，利用氫能是綠色且環(huán)保的,。但生產(chǎn)端則未必。目前,，96%以上的氫氣來自碳基化合物（如煤氣化,、天然氣裂解和甲醇重整），制取過程會釋放大量的二氧化碳,，這樣制取的氫能被稱為灰氫,。只有用風,、光等可再生能源產(chǎn)生的綠電制取的綠氫，才算實現(xiàn)真正的零碳排放,。也正是通過綠氫,，電與氫耦合在一起。

氫電耦合是未來氫能應用的主要方向之一,。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)組織的估算,，到2060年，中國電制氫的規(guī)模將達到6000萬噸,，折合電能約為36000億千瓦時,，將是2019年全國用電量的50%。

對于電網(wǎng),，氫能的兩大功能值得關注。一方面,，氫能可以實現(xiàn)脫碳電力的消納,，增加電網(wǎng)的彈性；另一方面,，氫能可減少對化石能源的依賴,，幫助交通、工業(yè),、建筑等難以深度脫碳的領域脫碳,，助力電力行業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。

助力“高彈性電網(wǎng)”

“雙碳”目標對能源體系提出了根本性的變革要求,，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)將在此過程中扮演重要角色,。

當下在浙江，光伏發(fā)電已經(jīng)超過水電,，成為浙江第二大電源,。到2025年，浙江規(guī)劃新能源裝機總量為3700萬千瓦,，同比2020年增長近100%,。

隨著新能源滲透率的快速提高，電網(wǎng)形態(tài)及運行特性將發(fā)生變化,，電力電子化特征逐漸凸顯,，浙江電網(wǎng)將面臨電力電量平衡困難、穩(wěn)定控制難度大,、調(diào)節(jié)能力不足等挑戰(zhàn),，需要新的應對策略。

氫電耦合則是可以選取的策略之一。當前,，氫電耦合已經(jīng)在能量調(diào)節(jié),、轉(zhuǎn)換與存儲、能源互聯(lián)等方面體現(xiàn)出優(yōu)勢,。

目前，國網(wǎng)浙江電力正全面推進“高彈性電網(wǎng)”建設,，聚焦氫能等儲能載體與電網(wǎng)耦合發(fā)展,，通過以下四方面，支撐浙江省率先實現(xiàn)“雙碳”目標,。

第一,，氫電耦合助力高比例新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

浙江分布式新能源發(fā)展迅猛,，電制氫裝置功率運行范圍寬,，與新能源的波動特性相匹配。將氫能與新能源耦合,，可有效優(yōu)化新能源多時間尺度的并網(wǎng)特性,，提升高比例新能源電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性,；同時,，可參與系統(tǒng)深度調(diào)峰與調(diào)頻，提升系統(tǒng)運行靈活性,，促進新能源消納,。

第二，氫電耦合助力電能的大規(guī)模,、長時間存儲,。

隨著新能源滲透率提高，長時間尺度（如季節(jié)性）的源荷不平衡問題將越來越突出,，而氫能是實現(xiàn)大規(guī)模,、長周期儲能的最佳途徑之一。氫及衍生氣體的能量存儲規(guī)模從百千瓦到吉瓦,，存儲時間從小時到季,，存儲特性與電化學儲能互補。從成本看,，規(guī)?；瘍浔入姵貎﹄姷某杀镜鸵粋€數(shù)量級。氫電耦合對于“碳中和”場景下實現(xiàn)全時段能量平衡具有重要意義,，可以顯著提高電網(wǎng)運行的彈性,。

第三，氫電耦合助力分布式供能高效發(fā)展。

燃料電池熱電聯(lián)供綜合效率高,，可作為電網(wǎng)公司拓展綜合能源業(yè)務的重要技術手段,。針對海島、邊防等偏遠地區(qū),，構(gòu)建分布式電源—氫耦合清潔供能系統(tǒng),，利用分布式電源制取氫氣，通過燃料電池進行熱電聯(lián)供,，在風光資源不足時,，持續(xù)向用戶供電，解決無電區(qū)域供電困難的問題,，并輔助供給生活熱水,，滿足用戶多種用能需求。整個過程不產(chǎn)生任何污染,，環(huán)境友好性強,。

第四，氫電耦合助力構(gòu)建以電為核心的能源互聯(lián)網(wǎng),。

氫燃料電池汽車是對傳統(tǒng)電動汽車的重要補充,，電網(wǎng)公司可發(fā)展充電—加氫一體化綜合能源站，拓展業(yè)務范圍,，促進電網(wǎng)與交通網(wǎng)的深度融合,，構(gòu)建電氫融合的零碳交通網(wǎng)。以氫能綜合利用為基礎,，進一步開展電制甲烷,、電制甲醇、電制氨,，加強電網(wǎng)與氣網(wǎng)的緊密聯(lián)系,，促進更多行業(yè)實現(xiàn)電能替代。

凸顯多元化潛力

目前,，氫能應用大多集中在道路交通領域,，但實際上，氫能在可再生能源消納,、儲能,、發(fā)電、建筑等領域均有巨大應用潛力,。

國網(wǎng)浙江電力一直在密切跟蹤氫電耦合系統(tǒng)相關技術的發(fā)展,，于2019年成功申請國家電網(wǎng)有限公司科技項目《百千瓦級氫利用關鍵技術研究及示范》；2020年,，成功立項國家重點研發(fā)計劃項目《可離網(wǎng)型風/光/氫燃料電池直流互聯(lián)與穩(wěn)定控制技術》,。目前,，國網(wǎng)浙江電力正在寧波、杭州,、麗水,、臺州等地開展氫電耦合基于工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)基地,、農(nóng)村,、海島等的多場景示范與應用。

在寧波,，國網(wǎng)浙江電力基于工業(yè)園區(qū)的氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程,，助力產(chǎn)業(yè)升級。塊狀經(jīng)濟量大面廣,，是浙江工業(yè)最突出的特點之一,，工業(yè)園區(qū)是塊狀經(jīng)濟向產(chǎn)業(yè)集群轉(zhuǎn)型升級的重要載體。國網(wǎng)浙江電力選址寧波慈溪市氫能產(chǎn)業(yè)園,，開展基于工業(yè)園區(qū)的氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程,。該工程是上述《可離網(wǎng)型風/光/氫燃料電池直流互聯(lián)與穩(wěn)定控制技術》的配套示范工程，將建成首個電—氫—熱—車耦合的中壓直流互聯(lián)系統(tǒng),，開發(fā)支撐互聯(lián)系統(tǒng)靈活運行的能量管理系統(tǒng),，研制效率領先的電—氫、氫—電熱能量轉(zhuǎn)換裝置,，滿足用戶對電,、氫、熱多種能源需求,，實現(xiàn)清潔能源生產(chǎn)到終端能源消費的全過程零碳,。

在杭州,，國網(wǎng)浙江電力基于產(chǎn)業(yè)基地的低碳氫能示范工程,，助力低碳亞運。

結(jié)合2022年杭州亞運會“綠色,、智能,、節(jié)儉、文明”的辦會理念,，國網(wǎng)浙江電力選址于格力電器園區(qū),，開展基于產(chǎn)業(yè)基地的亞運低碳氫能示范工程。工程擬構(gòu)建高效,、可靠和穩(wěn)定供電的“可再生能源制氫—氫能儲運—氫燃料電池熱電聯(lián)供”能源綜合利用系統(tǒng),，形成以氫能支撐交通、建筑領域電能替代,、碳減排的先進工程樣本,，提升氫電熱綜合供能方面的系統(tǒng)集成與工程建設能力，促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力低碳亞運,。

在麗水,，國網(wǎng)浙江電力基于鄉(xiāng)村場景的水氫生物質(zhì)近零碳示范工程，助力鄉(xiāng)村振興,。

結(jié)合浙江省“共同富裕示范區(qū)”建設目標以及麗水市碳中和先行示范區(qū)的建設要求,，國網(wǎng)浙江電力選點麗水縉云，建設國內(nèi)首個基于鄉(xiāng)村場景的電-氫-生物質(zhì)綜合利用示范工程,。工程將構(gòu)建以電為核心的多能轉(zhuǎn)換系統(tǒng),，實現(xiàn)水電制氫、生物質(zhì)制氣,，滿足建筑,、交通、工業(yè)多樣化用能及深度脫碳需求,，促進富余水電就地消納,，農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用，形成電氫生物質(zhì)協(xié)同的鄉(xiāng)村碳中和樣本,，助力鄉(xiāng)村振興,。

在臺州，國網(wǎng)浙江電力基于海島場景的氫能綜合利用示范工程,，助力綠色海島建設,。

浙江是中國島嶼數(shù)量最多的省份，陸地面積大于500平方米的海島有3061個,，約占全國總數(shù)的40%,，目前有100多萬人居住于海島之上，海洋綠色經(jīng)濟已經(jīng)成為浙江國民經(jīng)濟的重要組成部分,。國網(wǎng)浙江電力選址臺州大陳島,，開展國內(nèi)首個基于海島場景的氫能綜合利用示范工程。工程充分利用海島豐富的清潔能源制氫,，促進海島清潔能源消納與電網(wǎng)潮流優(yōu)化,，應用制氫/發(fā)電一體化變換裝置等先進裝備，提高系統(tǒng)針對波動性源荷的適應性與安全性,，提升綜合能效至72%,，實現(xiàn)清潔可靠備電、供熱,、供氣,，打造綠色海島。

國網(wǎng)浙江電力建設的四個氫能示范工程覆蓋了氫電耦合主要應用場景,，展現(xiàn)了在“雙碳”目標下電能與氫能的協(xié)同方式,。通過示范工程建設,，搭建國內(nèi)領先的產(chǎn)學研用團隊，集中突破氫能領域核心技術與裝備研發(fā)應用,，帶動制氫—儲氫—燃料電池—能量管控系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,。同時，示范工程的應用落地將為氫電耦合商業(yè)模式的探索提供重要平臺,，逐步明確氫利用市場定位,、目標客戶群體與用氫特征，搶占氫電耦合發(fā)展市場制高點,。

未來,，國網(wǎng)浙江電力將繼續(xù)開展綠電制氫、高效儲氫,、生物質(zhì)制氣,、高效熱電聯(lián)供、氫能支撐微網(wǎng)等氫電耦合關鍵領域研究,，研制氫能與電池混合儲能,、直流換流器等核心裝備，開發(fā)綜合能量管理系統(tǒng),，助力氫能關鍵設備的國產(chǎn)化發(fā)展,。同時，國網(wǎng)浙江電力將加快推進氫電耦合綜合應用的浙江“示范”,，打破氫能多場景高效綜合利用的瓶頸,，有效支撐高彈性電網(wǎng)建設。