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氫能作為一種二次能源，是綠色環保的，但不一定是在生產端。目前，超過96%的氫氣來自碳基化合物（如煤氣化、天然氣裂解、甲醇重整等），在生產過程中會釋放出大量的二氧化碳。以這種方式產生的氫能稱為灰氫。只有利用風能、光能等可再生能源生產的綠氫才能實現零碳排放。正是通過綠氫，電才能與氫耦合。
氫電耦合是未來氫能應用的主要方向之一。據全球能源互聯網組織測算，到2060年，中國電力制氫規模將達到6000萬噸，折合約3.6萬億千瓦時，將占2019年全國用電量的50%。
對于電網來說，氫能的兩大功能值得關注。一方面，氫能可以吸收脫碳電能，增加電網的靈活性；另一方面，氫能可以減少對化石能源的依賴，幫助交通、工業、建筑等難以深度脫碳的領域，幫助電力行業實現綠色轉型。
高彈性電網
“雙碳”目標對能源體制提出了根本性改革要求，以新能源為主體的新電力體制將在這一進程中發揮重要作用。
目前，在浙江，光伏發電已超過水電，成為浙江第二大電源。到2025年，浙江計劃新能源裝機3700萬千瓦，比2020年增長近100%。
隨著新能源普及率的快速提高，電網的形態和運行特性將發生變化，電力電子特性將逐漸凸顯。浙江電網將面臨電力平衡困難、穩定控制困難、調節能力不足等挑戰，需要新的應對策略。
氫電耦合是可選的策略之一。目前，氫電耦合在能量調節、轉換與儲存、能量互聯等方面已顯示出其優越性。
目前，國網浙江電力正在全面推進“高彈性電網”建設，重點推進氫能等儲能載體與電網的耦合發展，并通過以下四個方面支持浙江省率先實現“雙碳”目標。
首先，氫電耦合有助于高比例新能源電力系統的穩定運行。
隨著浙江省分布式新能源的快速發展，電制氫裝置的功率運行范圍越來越廣，與新能源的波動特征相匹配。氫能與新能源的耦合可以有效優化新能源多時間尺度的并網特性，提高新能源電力系統高比例運行的穩定性和可靠性；同時可以參與系統的深度調峰和調頻，提高系統運行的靈活性，促進新能源的消耗。
其次，氫電耦合有利于電能的大規模、長期儲存。
隨著新能源普及率的提高，長時間尺度（如季節性）的源荷不平衡問題將越來越突出，氫能是實現大規模、長期儲能的最佳途徑之一。氫氣及其衍生氣體的儲能規模從100千瓦到千兆瓦不等，儲能時間從小時到季節不等。在成本方面，大規模儲氫的成本比電池儲能低一個數量級。氫電耦合對于實現碳中性情景下的全時段能量平衡具有重要意義，可以顯著提高電網運行的靈活性。
第三，氫電耦合促進了分布式能源的高效發展。
燃料電池熱電聯產具有較高的綜合效率，可以作為電網公司拓展綜合能源業務的重要技術手段。針對海島、邊防等邊遠地區，構建了分布式電氫耦合清潔能源供應系統。氫氣由分布式電源產生，而熱電聯產則由燃料電池進行。在風能、太陽能資源不足的情況下，為用戶提供連續供電，解決無電地區供電困難的問題，供應生活熱水，滿足用戶的各種能源需求。整個過程不產生任何污染，對環境友好。
第四，氫電耦合有助于構建以電力為核心的能源互聯網。
氫燃料電池汽車是傳統電動汽車的重要補充。電網公司可以發展充電加氫一體化能源站，擴大經營范圍，推進電網與交通網絡深度融合，構建電氫一體化的零碳交通網絡。在氫能綜合利用的基礎上，進一步發展電制甲烷、電制甲醇、電制氨，加強電網與燃氣電網的緊密聯系，推動更多產業替代電力。
突出多元化潛力
目前，氫能的應用大多集中在道路運輸領域，但事實上，氫能在可再生能源消費、儲能、發電、建筑等領域潛力巨大。
國網浙江電力一直緊跟氫電耦合系統相關技術的發展。2019年，成功申請國家電網公司科技項目“百千瓦級氫利用關鍵技術研究及示范”；2020年，國家重點研發項目“可離網型風/光/氫燃料電池直流互聯與穩定控制技術”成功立項。目前，國網浙電正以寧波、杭州、麗水、臺州等地的工業園區、工業基地、農村和海島為依托，開展氫電耦合多場景示范應用。
在寧波，國網浙江電力依托工業園區氫電耦合直流微電網示范項目，助力產業升級。規模經濟是浙江工業最突出的特點之一。工業園區是從塊狀經濟向產業集群轉型升級的重要載體。國網浙江電力位于寧波慈溪氫能產業園，依托產業園開展氫電耦合直流微網示范工程。該項目是上述“可離網型風/光/氫燃料電池直流互聯與穩定控制技術”的配套示范項目。建設首個電氫熱車耦合的中壓直流互聯系統，開發支持互聯系統靈活運行的能源管理系統，開發效率領先的電氫電加熱能量轉換裝置，滿足用戶對電、氫、熱、車的需求，滿足各種能源的需求，從清潔能源生產到終端能源消費全過程實現零碳。
在杭州，國網浙江電力依托產業基地低碳能源示范工程，助力低碳亞運。
結合2022年杭州亞運會“綠色、智能、節儉、文明”的理念，國網浙江電力落戶格力園區，依托產業基地實施亞運會低碳能源示范工程。該項目擬建設高效、可靠、穩定的電源“可再生能源制氫—氫能儲運—氫燃料電池熱電聯供”能源綜合利用系統，形成氫能配套運輸的先進工程樣板，建設領域電能替代和碳減排，提高氫能電加熱綜合能源供應的系統集成和工程建設能力，促進氫能產業發展，助力低碳亞運。
在麗水，國網浙江電力基于農村情景的水、氫、生物質近零碳示范項目助力鄉村振興。
結合浙江省“共同富裕示范區”建設目標和麗水碳中和試點示范區建設要求，國網浙江電力選擇金水縉云建設國內首個基于農村場景的電氫生物質綜合利用示范工程。該項目將建設以電力為核心的多能源轉換系統，實現水電制氫、生物質制氣，滿足建筑、交通、工業等多種能源消費和深度脫碳需求，促進當地剩余水電消費和農村廢棄物循環利用，形成電、氫、生物質農村碳中性樣本，助力鄉村振興。
在臺州，國網浙江電力基于海島情景的氫能綜合利用示范項目助力綠島建設。
浙江是中國島嶼最多的省份。陸地面積500平方米以上的海島有3061個，約占全國海島總數的40%。目前，島上居住著100多萬人。海洋綠色經濟已成為浙江國民經濟的重要組成部分。國網浙江電力選擇臺州大陳島實施國內首個基于海島情景的氫能綜合利用示范工程。項目充分利用島內豐富的清潔能源制氫，促進島內清潔能源消耗和電網潮流優化，采用制氫/發電一體化轉換裝置等先進設備，提高了系統對波動源負荷的適應性和安全性，綜合能效提高到72%，實現了清潔可靠的供電、供熱、供氣，形成了一個綠色的孤島。
國網浙江省電力建設4個氫能示范項目涵蓋了氫電耦合的主要應用場景，展現了“雙碳”目標下電能與氫能的協同模式。通過示范項目建設，建設中國領先的產學研科研團隊，重點突破氫能領域的核心技術和裝備研發應用；并帶動整個制氫產業鏈儲氫燃料電池能源管控系統的發展。同時，示范項目的應用將為探索氫電耦合商業模式提供重要平臺，逐步明確氫能利用的市場定位、目標客戶群和特點，搶占氫電耦合開發市場制高點。
未來，國網浙江電力將繼續在綠色電力制氫、高效儲氫、生物質氣生產、高效熱電聯產、氫能支撐微電網等氫電耦合重點領域開展研究，開發氫能與電池混合儲能、直流變流器等核心設備，開發綜合能源管理系統，協助氫能關鍵設備國產化開發。同時，國網浙電將加快推進浙江氫電耦合綜合應用“示范”，打破氫能多場景高效綜合利用瓶頸，有效支撐高彈性電網建設。
