為充分發(fā)揮氫能助力能源綠色低碳轉型、支撐實(shí)現碳達峰碳中和目標的重要作用，源端通過(guò)可再生能源電解水制取清潔低碳氫已經(jīng)成為行業(yè)共識，用戶(hù)端電能和氫能的互補協(xié)同應用也成為能源利用的重要途徑之一。未來(lái)，氫能與電能的發(fā)展將緊密相關(guān)、協(xié)調互補，氫電耦合系統正成為重要發(fā)展趨勢。

應用場(chǎng)景多元 科學(xué)構建是關(guān)鍵

根據氫能和電能生產(chǎn)、儲存、輸送、使用的多個(gè)環(huán)節，氫電耦合系統可組合為三大類(lèi)典型耦合應用場(chǎng)景。

一是可再生能源電解水制氫及就近綜合利用耦合場(chǎng)景。其一在可再生能源資源豐富且當地氫能需求較大地區，設立可再生能源電解水制氫專(zhuān)區，制取的氫作為原料或者燃料就近利用，應用場(chǎng)景包括石化、化工、交通、電力等應用，例如，張家口近年來(lái)大力發(fā)展可再生能源制氫，在北京冬奧會(huì )期間為交通用氫提供保障。其二用戶(hù)端氫電互補應用耦合場(chǎng)景，即通過(guò)氫能和電能的協(xié)同支撐，滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化、低成本、高可靠性用能需求，例如，山東省正在牽頭開(kāi)展的“氫進(jìn)萬(wàn)家”科技示范項目。

二是氫儲能場(chǎng)景，即在可再生能源資源豐富且電網(wǎng)大規模、長(cháng)周期、靈活性調節需求較大地區，設立可再生能源電解水制氫專(zhuān)區，結合氫能存儲和氫能發(fā)電技術(shù)，通過(guò)電-氫-電的轉換技術(shù)，發(fā)揮氫能長(cháng)周期、大容量?jì)δ軆?yōu)勢。

三是能源遠距離運輸耦合場(chǎng)景，即針對可再生能源豐富地區和氫能需求端逆向分布的特點(diǎn)，綜合論證輸電與輸氫的技術(shù)經(jīng)濟性，實(shí)現新能源發(fā)電與氫能需求匹配的場(chǎng)景。這既包括在可再生能源資源豐富地區設立制氫專(zhuān)區，采用氫能輸運技術(shù)，滿(mǎn)足遠端用戶(hù)側用氫需求的場(chǎng)景;也包括將可再生能源發(fā)電遠距離輸到用戶(hù)側，通過(guò)用戶(hù)側電解水制氫，滿(mǎn)足遠端用戶(hù)側多元化用氫和用電等能源需求。

科學(xué)構建氫電耦合系統是實(shí)現氫能和電能協(xié)調互補優(yōu)勢的關(guān)鍵。需結合用戶(hù)需求，統籌資源條件和基礎設施情況，深入系統開(kāi)展技術(shù)經(jīng)濟論證，因地制宜推進(jìn)工程實(shí)踐。

一是將氫電耦合系統發(fā)展與能源綠色低碳發(fā)展目標相結合。堅持目標導向，將是否有利于推動(dòng)綠色低碳發(fā)展作為發(fā)展氫電耦合系統的目標和檢驗標準，從是否有利于節能、減排、提效、減碳的角度分析論證發(fā)展氫電系統的必要性。

二是將氫電耦合系統發(fā)展與能源布局和區域協(xié)調發(fā)展相結合。以滿(mǎn)足能源需求為導向，將氫電耦合系統發(fā)展與地方能源布局和不同區域協(xié)調互濟發(fā)展相結合，因地制宜，宜電則電、宜氫則氫、氫電協(xié)同，為解決能源供給和需求的逆向分配矛盾提供新的解決方案。

三是將氫電耦合系統發(fā)展與科技創(chuàng )新能力相結合。氫能作為戰略性新興產(chǎn)業(yè)，尚有很多技術(shù)裝備難題需要攻關(guān)，在產(chǎn)業(yè)布局過(guò)程中，需要持續提升科技自立自強能力，科學(xué)判斷氫電耦合系統關(guān)鍵技術(shù)裝備的自主化水平和攻關(guān)能力，避免將國內市場(chǎng)變?yōu)閲饧夹g(shù)裝備的試驗場(chǎng)。

四是將氫電耦合系統發(fā)展與可持續發(fā)展能力相結合。堅持系統思維，將定性分析和定量分析相結合，統籌氫能制儲輸運和電能發(fā)輸配用全鏈條，算好氫電耦合系統的綜合賬、長(cháng)遠賬和經(jīng)濟賬，以安全、經(jīng)濟為基礎，推進(jìn)氫電耦合系統穩步持續健康發(fā)展。

推進(jìn)氫能和電能協(xié)同有序發(fā)展

當前，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于起步期，能源轉型將加快氫能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。在這個(gè)過(guò)程中，氫電耦合系統的發(fā)展路徑將不斷演化，并向著(zhù)多元化方向發(fā)展。對此，提出以下四方面建議：

一是科學(xué)研究，明確發(fā)展路線(xiàn)。建議進(jìn)一步以國家氫能規劃為綱領(lǐng)和指引，深入研究我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路線(xiàn)圖，尤其是將氫電耦合系統納入氫能發(fā)展全局進(jìn)行部署，構建促進(jìn)氫電耦合系統科學(xué)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系，制定更加詳細的技術(shù)和經(jīng)濟指標目標，分階段、有序推動(dòng)氫能和電能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

二是標準先行，健全標準體系。建議盡快構建滿(mǎn)足氫電耦合系統發(fā)展的相關(guān)標準體系，健全規劃設計、建設運行、驗收評價(jià)、經(jīng)濟分析等全過(guò)程標準，逐步解決標準滯后問(wèn)題，夯實(shí)技術(shù)基礎，推進(jìn)國標、行標、團標協(xié)同發(fā)展，并依托典型工程開(kāi)展先進(jìn)標準應用和示范。

三是穩慎有序，推動(dòng)試點(diǎn)示范。加強國家級-省級-項目級規劃的統籌銜接，以系統思維對具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析。建議在全國氫能資源豐富、應用場(chǎng)景明確、基礎設施較好的地區先行先試，以需求牽引帶動(dòng)可再生能源電解水制氫規?；?、低成本發(fā)展，示范開(kāi)展技術(shù)創(chuàng )新、模式創(chuàng )新，為全國的政策、法規、模式等的制定提供樣板和借鑒。

四是超前部署，推動(dòng)技術(shù)攻關(guān)。圍繞制約氫電耦合系統發(fā)展的具體問(wèn)題超前部署、集中攻關(guān)，提高可再生能源電解水制氫、燃料電池、摻氫燃機、大規模儲氫、長(cháng)距離輸氫等技術(shù)裝備水平;運用系統思維破解發(fā)展問(wèn)題，提升系統規劃設計能力，從技術(shù)研發(fā)、裝備制造、系統優(yōu)化、協(xié)同控制的全流程進(jìn)行攻關(guān)，提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。