中国储能网讯：氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。有效利用氢能，对推进能源结构转型有重要意义。国家发展改革委、国家能源局2022年发布的《氢能产业发展中长期规划（2021～2035）》提出，到2035年，形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。加快推进氢能产业发展，是保障国家能源安全的重要战略选择。

  氢气按来源划分主要有三种：灰氢、蓝氢、绿氢。其中绿氢是用可再生能源制造的。例如，通过风电、光伏发电进行电解水制氢，在生产过程中基本没有碳排放，因此绿氢也被称为“零碳氢气”。现阶段，绿氢未能大规模推广应用，主要问题在于电解水制氢能源转化效率低、成本高。对此，国网浙江省电力有限公司已开始探索，并取得一定成果。

  能源协同促进产业转型

  继台州大陈岛氢能综合利用示范工程、丽水缙云水光氢生物质近零碳示范工程、杭州±10千伏柔性直流风光储氢示范工程投运后，今年6月，宁波慈溪电氢耦合直流微网示范工程通过国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心组织验收。国网浙江电力开展的基于海岛、乡村、产业基地、工业园区4种场景的电氢耦合多场景示范与应用取得新进展。

  10月20日上午，慈溪市滨海经济开发区里，一辆氢能货运卡车停靠在园区内的加氢站，不到5分钟就加注了12千克氢燃料。这些氢燃料可供这辆卡车行驶400千米。加氢站不远处便是宁波慈溪电氢耦合直流微网示范工程的制氢车间。车间内，2台电解槽设备正在运行。用可再生能源生产的绿电从设备背面的电极进入电解槽内，将水分解成氢和氧。随后，气体从设备另一边的管道输出。

  宁波慈溪电氢耦合直流微网示范工程是国网浙江电力牵头的国家重点研发计划项目“可离网型风/光/氢燃料电池直流互联与稳定控制技术”项目的配套项目，源网荷储要素齐全：“源”主要包括3200千瓦光伏发电、230千瓦风电以及240千瓦燃料电池；“网”是一套直流系统，包括微网三端口、中压三端口等交直流转换和直流变换设备，是电氢耦合转换的关键枢纽；“荷”包括400千瓦制氢和总功率600千瓦的充电桩；“储”包含3000千瓦/6000千瓦时电化学储能和7000千瓦时氢储能。

  宁波慈溪电氢耦合直流微网示范工程每年产氢超过60万标准立方米，消纳新能源电量超400万千瓦时，每日可满足10辆氢能大巴车充氢需求和50辆电动汽车充电需求。同时，氢能在电网端可以作为储能起到调峰作用，在发电侧平抑风光发电上网的波动，加强电网运行稳定性。

  自主创新推动产业发展

  2022年，宁波慈溪电氢耦合直流微网示范工程启动。国网浙江电力统筹各方资源和力量，成立省市县公司一体的工程联合指挥部，组建项目团队，推进科技攻关和工程建设。

  “历时4年，我们攻克了直流微电网发展面临的能量平衡、电氢混合系统安全防护等难题，实现了电氢耦合直流微网的系统性突破。”浙江电力科学研究院高级专家章雷其说。

  项目团队自主研发了大功率多端口直流变换器和燃料电池热电联供系统，实现电氢耦合核心设备100%国产化，电氢转换效率达到世界领先水平。

  项目团队还设计了一套可支撑电氢耦合直流微网并/离网高效可靠运行的能量管理系统。系统内嵌了“电-氢-热”全景监控、功率预测、优化调度等模块，通过分析氢能利用全环节的经济性、环保贡献指数等关键技术指标，精准辨识能效薄弱环节，对电、氢、热等不同能量形式进行实时调度和最优转化。比如，当光伏发电出力大于园区供电负荷时，能量管理系统可以根据对未来负荷的预测，把富余的光伏发电、风电功率分配给电解槽和电池储能，将电能以氢能或者化学能的形式存储起来，后续用于电网削峰、燃料电池汽车加氢。

  除了绿电、绿氢，高品质热能也是宁波慈溪电氢耦合直流微网示范工程的特色产品。工程构建了统一的余热回收系统，充分利用燃料电池发电、质子交换膜制氢、高频电力电子设备运行过程中产生的热能。工程产生的热能每小时可加热7000升水，同时满足所在园区内总面积约3000平方米建筑的采暖需求，实现区域电能、热能的联合供应。

  示范工程带动产业升级

  工业园区作为能源消费主要集合地，迫切需要构建新型的清洁、低碳、安全、高效的绿色用能服务生态体系。慈溪滨海经济开发区是浙江省级开发区，园区内风、光等可再生能源资源丰富。多家氢能企业在此落户，围绕车用氢能产业链，重点发展氢燃料电堆、氢燃料电池系统、氢燃料电池物流车等，打造宁波氢能产业装备制造基地。

  宁波供电公司正联合浙江电科院开展国家电网有限公司第二个氢能方向国家重点研发计划项目“紧凑型可再生能源电热氢联产系统模块关键技术”项目，研发国产化模块设计、控制、安全防护技术及关键设备，力争全面提升我国氢能利用技术与装备研制水平，填补我国分布式可再生能源电热氢联产技术空白。

  相比于当前项目占地一万多平方米，在制氢效率基本不变的前提下，“紧凑型可再生能源电热氢联产系统模块关键技术”项目将所有核心设备集成在1个标准集装箱大小的空间内，占地仅30平方米左右，实现关键模块紧凑化、可拓展、即插即用，且制氢能耗更低，更适用于现代农业园区、零碳社区等场景，有利于带动“制氢-储氢-燃料电池-能量管控系统”全产业链发展。

  未来，随着可再生能源装机规模的持续快速增长和新型电力系统加快建设，能源协同在能源体系中扮演的作用将愈发显著。

  电氢耦合，未来可期。