核心阅读
● 在可再生能源丰富的地区，通过电—氢转换方式，将风能、太阳能等新能源发电产生的富余电量转化为氢能进行储存，既减少了弃风、弃光现象，又满足了当地化工、钢铁和加氢站的用氢需求。
● 电氢协同跨区运输主要有“电源侧绿电制氢+醇化物转换”和“特高压输绿电+负荷侧制氢”两种方式，可结合受端地区的用电特性和氢能发电技术的发展进行综合论证。
● 清洁低碳的氢能在能源、交通、工业、建筑等领域均具有广阔的应用前景，氢能的广泛应用可以推动中国能源体系的清洁低碳、安全高效转型。
● 氢储能作为“新型储能”，是氢气运输及维持氢能供需平衡的基础，是氢能产业链的重要环节。
随着新型电力系统建设的展开，大规模可再生能源消纳问题日益突出。
2020年，国家能源局发布《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》首次将氢能正式列为能源；随后，国家“十四五”规划中也确立了氢能的战略定位，可以预见，未来在技术、成本、机制、政策突破的前提下，氢能作为来源广泛、绿色低碳、应用广泛的二次能源，将成为构建新型能源体系的重要载体。然而，目前氢气的生产、制造、运输还存在诸多有待解决的挑战，因此探究电氢耦合技术及产业项目情况对于建设新型电力系统具有重要现实意义。
电源侧：电氢耦合互补
在可再生能源丰富的地区，通过电—氢转换方式，将风能、太阳能等新能源发电产生的富余电量转化为氢能进行储存，既减少了弃风、弃光现象，又满足了当地化工、钢铁和加氢站的用氢需求。
远景目标是采用电—氢—电方式，将可再生能源就地转换为氢基燃料，氢燃料供给氢燃气轮机发电并网，结合输氢与输电双重方式，支撑电力系统实现“零碳”目标。依托氢燃料电池技术，氢能可作为灵活可调度手段，为电力系统提供电力、调频调峰等辅助服务。
目前常用电氢耦合方法多为组合模式暨ALK+PEM（碱性电解液+质子交换膜）模式，虽然ALK制氢存在动态响应差、电耗偏高、体积重量大等痛点，但具有技术商业成熟度高、单槽大功率、低成本等显著优势；而PEM虽然响应速度快、绿电耦合性好，但因为生产中会用到铱、铂、钛等贵金属材料，所以价格非常高，通过组合的方法将PEM电解槽用于快速波动，AEL电解槽用于较稳定转换。
电网侧：电氢跨区输送
目前，电氢协同跨区运输主要有“电源侧绿电制氢+醇化物转换”和“特高压输绿电+负荷侧制氢”两种方式，可结合受端地区的用电特性和氢能发电技术的发展进行综合论证。
由于氢能特殊的物理化学性质，输氢管道必须采用高密封性和高品质的不锈钢等材料制成，这使得在相同的管段直径下，输氢管道的投资费用比天然气管道高出两倍。但是，氢能具有化学性质活泼的特性，可以通过化工反映转换为甲醇、氨等便于运输的液体醇化物。例如智利的哈鲁乌尼（HaruOni）项目是一个重要的示范项目，由智利国家石油、保时捷、西门子、埃克森美孚等公司投资建设，旨在利用当地丰富的水和风能以及空气中捕集的二氧化碳，制成具有碳中和属性的“绿色合成燃料”甲醇，再进一步合成“绿色汽油”。技术路线上，哈鲁乌尼示范项目通过风力发电和电解水制氢，结合二氧化碳捕集技术，生产甲醇并最终转化为合成汽油，该合成汽油经过精炼和处理，达到使用标准，则通过运输系统输送到外部市场进行分配和销售，应用场景有绿色燃料用于保时捷汽车，绿色甲醇用于航运燃料，汽柴油精炼用氢。至此实现超远距离能量的运输。
负荷侧：多领域交叉融合
清洁低碳的氢能在能源、交通、工业、建筑等领域均具有广阔的应用前景，氢能的广泛应用可以推动中国能源体系的清洁低碳、安全高效转型。
在运输领域，中国是氢能应用的领跑者。上汽集团和北汽集团等企业已经开始生产和销售氢燃料电池汽车，氢能汽车的优势在于加氢时间快、续航里程长，使其在长途运输和重型车辆方面具有竞争优势。
当前政策也在向氢能汽车倾斜，包括补贴、建设加氢站等，极大地推动了氢能在运输领域的应用。在工业生产领域，许多国家和地区正在尝试使用氢能替代化石燃料，减少工业生产对传统能源的依赖。
在电氢耦合发展尚未完全成熟的情况下，可通过试点分布式就地制氢参与需求响应，提升系统调节能力和加氢站竞争力。远期，随着分布式光伏、分布式风电的快速发展，用户侧“分布式电制氢+氢燃料电池”的广泛应用将涌现，源荷间转换和互动提升，快速响应不匹配电量，推动多能互联互补。
储能侧：多类型储能协同
氢储能作为“新型储能”，是氢气运输及维持氢能供需平衡的基础，是氢能产业链的重要环节。
对电力系统而言，短期的储氢配合电解制氢装置可以促进电力系统的新能源消纳，平抑新能源带来的功率波动；与燃料电池发电装置配合时可以促进电源的稳定供能，为电力系统提供黑启动、调峰调频等辅助服务。另一方面，风电、水电等可再生能源受季节性影响较大，资源在不同季节之间分配不均，而氢气的中长期大规模存储可以帮助电力系统实现季节性的调峰及大时间尺度的能源供需平衡。氢储能在能量密度、储能时长、地域转移上优势明显，而在能量转换效率、响应速度等方面则相对较差。电化学储能则在能量转换效率和响应速度上表现优异。
因此，氢储能与电化学储能可以在周期、规模和空间上互为协同、互为补充，两者有机结合形成的混合储能系统可以更好地支撑新型电力系统的安全稳定运行。
陆锋 林溪桥 李智革
（作者单位：广西电网公司电网规划研究中心）