構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)意味著電力系統(tǒng)將發(fā)生廣泛和深刻的變革，其中電力供應(yīng)以高比例新能源為主是其中一個(gè)基本特征。

　　但高比例的新能源為電網(wǎng)帶來電力電量平衡困難、穩(wěn)定控制難度大、調(diào)節(jié)能力不足等挑戰(zhàn)，供電企業(yè)需要有新的應(yīng)對(duì)策略。

　　氫電耦合在新能源消納、能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)、穩(wěn)定控制等方面體現(xiàn)出優(yōu)勢，或?qū)⒃谝孕履茉礊橹黧w的新型電力系統(tǒng)中扮演不可或缺的角色。

　　7月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確將氫能納入新型儲(chǔ)能。更早之前國家電網(wǎng)公司在其雙碳行動(dòng)方案指出要積極推動(dòng)電氫氣冷熱等多能互補(bǔ)、高效利用，促進(jìn)全社會(huì)能效提升。相應(yīng)的，國網(wǎng)浙江電力在加快建設(shè)國家電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)省級(jí)示范區(qū)時(shí)提出要加快多元融合高彈性電網(wǎng)建設(shè)，從“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，指出在儲(chǔ)能側(cè)深入研究氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，應(yīng)用氫電耦合等典型場景。

　　氫電耦合是實(shí)現(xiàn)高比例新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行一種重要方式。電制氫裝置功率運(yùn)行范圍寬，與新能源的波動(dòng)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(shí)間尺度的并網(wǎng)特性，降低新能源對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提升高比例新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，同時(shí)，可參與系統(tǒng)深度調(diào)峰與調(diào)頻，提升系統(tǒng)運(yùn)行靈活性，促進(jìn)新能源消納。

　　新能源發(fā)電具有間歇性、不穩(wěn)定性，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量。新能源高比例導(dǎo)致電網(wǎng)“三高”“雙峰”問題愈加凸顯，源荷兩端潮流波動(dòng)性越發(fā)嚴(yán)重，據(jù)預(yù)測，2025年新能源日間出力最大波動(dòng)將達(dá)到1700萬千瓦。

　　儲(chǔ)能可以有效解決上述難題，而氫能作為一種大容量儲(chǔ)能方式，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長周期儲(chǔ)能，且擁有單位能量存儲(chǔ)成本低的優(yōu)勢。將豐水期富余的水電、負(fù)荷低谷時(shí)段富余的風(fēng)電、午間富余的光伏發(fā)電等新能源轉(zhuǎn)化為氫能并存儲(chǔ)，同時(shí)可根據(jù)電力系統(tǒng)的需求，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)氫氣產(chǎn)量，從而調(diào)節(jié)電力消耗，在促進(jìn)新能源消納的同時(shí)提高電網(wǎng)運(yùn)行的彈性。

　　氫電耦合還可實(shí)現(xiàn)清潔高效分布式供能，打造以電為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)。通過構(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(jìn)行熱電聯(lián)供，在風(fēng)光資源不足時(shí)，持續(xù)向用戶供電，解決無電區(qū)域供電困難的問題，滿足用戶多種用能需求。發(fā)展充電-加氫一體化綜合能源站，促進(jìn)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(chǔ)，進(jìn)一步開展電制甲烷、電制甲醇、電制氨，加強(qiáng)電網(wǎng)與氣網(wǎng)的緊密聯(lián)系，促進(jìn)更多行業(yè)實(shí)現(xiàn)間接電能替代。

　　但目前氫電耦合的發(fā)展與應(yīng)用仍處于起步階段，面臨成本、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施等多方面的挑戰(zhàn)。相比于完善的電力基礎(chǔ)設(shè)施，氫能相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施十分薄弱，也制約了氫電耦合的發(fā)展。

　　浙江積極探索氫電耦合的落地實(shí)踐

　　在浙江，氫電耦合的實(shí)踐已經(jīng)展開。

　　國網(wǎng)浙江電力一直在密切跟蹤氫電耦合系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，于2019年成功申請(qǐng)國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目《百千瓦級(jí)氫利用關(guān)鍵技術(shù)研究及示范》；2020年，成功立項(xiàng)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《可離網(wǎng)型風(fēng)/光/氫燃料電池直流互聯(lián)與穩(wěn)定控制技術(shù)》。

　　目前，在寧波、杭州、麗水、臺(tái)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、海島等多場景示范與應(yīng)用。這些氫能示范工程覆蓋了氫電耦合主要應(yīng)用場景，展現(xiàn)了在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建與雙碳目標(biāo)下電能與氫能的協(xié)同方式。

　　開展氫電耦合助力工業(yè)園區(qū)脫碳與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的實(shí)踐。塊狀經(jīng)濟(jì)量大面廣，是浙江工業(yè)最突出的特點(diǎn)之一，工業(yè)園區(qū)是塊狀經(jīng)濟(jì)向產(chǎn)業(yè)集群轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要載體、也是重要的碳排放源頭。國網(wǎng)浙江電力在寧波慈溪?dú)淠墚a(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，預(yù)計(jì)2022年6月工程投運(yùn)。屆時(shí)將電、氫、熱等能源網(wǎng)絡(luò)中的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、消費(fèi)能環(huán)節(jié)互聯(lián)互通，以零碳方式滿足用戶對(duì)電、氫、熱多種能源需求，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)靈活互動(dòng)，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，為浙江工業(yè)園區(qū)脫碳提供方案。

　　開展氫電耦合助力企業(yè)生產(chǎn)零碳化的實(shí)踐。生產(chǎn)基地作為企業(yè)生產(chǎn)的基本單元，在雙碳目標(biāo)背景下面臨著巨大的減排壓力，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(yùn)低碳?xì)淠苁痉豆こ?，預(yù)計(jì)于2021年12月投運(yùn)。工程通過構(gòu)建高效、可靠和穩(wěn)定供電的“可再生能源制氫—?dú)淠軆?chǔ)運(yùn)—?dú)淙剂想姵責(zé)犭娐?lián)供”能源綜合利用系統(tǒng)，形成以氫能支撐交通、建筑領(lǐng)域電能替代、碳減排的先進(jìn)生產(chǎn)基地，成為浙江企業(yè)零碳化生產(chǎn)的一次創(chuàng)新探索實(shí)踐。

　　開展氫電耦合在鄉(xiāng)村的實(shí)踐。國網(wǎng)浙江電力選點(diǎn)“七山一水兩分田”的麗水縉云，開展基于鄉(xiāng)村場景的水氫生物質(zhì)近零碳示范工程，預(yù)計(jì)于2022年3月投運(yùn)。該工程開展的包括水（光）電制氫、生物質(zhì)制氣、沼氣加氫脫碳等在內(nèi)的示范研究，以余量水電與屋頂光伏為能源，采用電解技術(shù)生產(chǎn)氫氣，并通過靈活儲(chǔ)氫的方式，最終實(shí)現(xiàn)富余水電、光伏就地消納，農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用。工程打造了電氫生物質(zhì)協(xié)同的鄉(xiāng)村碳中和與新型電力系統(tǒng)樣本，對(duì)浙江水電等新能源和生物質(zhì)資源豐富的農(nóng)村起到了很好的示范作用。

　　開展氫電耦合助力綠色海島建設(shè)。浙江省是中國島嶼數(shù)量最多的省份，目前有100多萬人口居住于海島之上。國網(wǎng)浙江電力選址臺(tái)州大陳島，開展國內(nèi)首個(gè)基于海島場景的氫能綜合利用示范工程，預(yù)計(jì)于2021年12月投運(yùn)。工程充分利用海島豐富的清潔能源制氫，促進(jìn)海島清潔能源消納與電網(wǎng)潮流優(yōu)化，提高系統(tǒng)針對(duì)波動(dòng)性源荷的適應(yīng)性與安全性，提升綜合能效至72%，為浙江眾多海島提供了綠色供能有效途徑。

　　氫電耦合可以在能源供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)深度脫碳，未來發(fā)展空間巨大。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(dá)到6000萬噸，折合電能約為36000億千瓦時(shí)。

　　在浙江湖州的綜合能源站內(nèi)就新落成了一座氫電雙向轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能一體化裝置，點(diǎn)擊下方視頻了解一下。

　　國網(wǎng)浙江電力將繼續(xù)開展綠電制氫、高效儲(chǔ)氫、生物質(zhì)制氣、高效熱電聯(lián)供及氫能支撐微網(wǎng)等氫電耦合關(guān)鍵領(lǐng)域研究，研制氫能與電池混合儲(chǔ)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(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化發(fā)展。加快推進(jìn)氫電耦合綜合應(yīng)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(shè)，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)浙電力量。

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