为繁荣氢能产业生态，推动氢能产业高质量发展，6月28-29日，2023氢能专精特新创业大赛首场预赛于内蒙古鄂尔多斯市隆重开赛。

开幕式现场，中国工程院院士、国家能源集团电力领域首席科学家黄其励做了《氢电耦合支撑我国新型能源系统建设》主旨演讲，介绍氢电耦合的关键技术、应用场景及发展趋势等。

黄其励表示，可再生能源的规模化开发利用是不可逆转的时代要求，是未来能源安全的重要领域。氢能可保证和促进可再生能源的规模化利用，提升能源的自主、自立化水平，为能源低碳转型提供保障。同时，氢能产业属于技术密集型的高端制造业，产业链长、关联产业多，实现氢能核心技术、关键装备和重要原材料的自主化是制造业强国战略的重要领域，是支撑国家新能源系统建设的重要保障。

以下为嘉宾演讲内容整理（内容有编辑）：

系统定位

发展氢能已经成为全球推动绿色发展、应对气候变化和保障能源安全的共识。

欧美、北美和东亚等区域和主要经济体纷纷发布绿色清洁氢能发展战略，推动氢能与可再生能源协同发展，加快部署全球绿色氢能供应链。

党的二十大报告提出：“构建新型能源体系”、“确保能源安全”，构建多元化清洁能源供应体系，是实现碳达峰和碳中和目标的根本措施。加快推动氢电耦合协同发展，就是一项重要举措。

氢能可作为各能源之间的桥梁，与化石能源和可再生能源实现双向联动，通过平抑、吸纳新能源的波动，以及部分替代化石能源，提高清洁能源在能源结构中的占比，助力新型能源系统的安全保障。

随着我国能源结构不断优化，氢能在我国能源体系中的作用将发生显著变化，由传统支撑性和调节性能源转为能源体系的重要组成部分。2060年，我国氢气年需求将增加至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约20%。

氢电耦合作为支撑新能源发展的重要支撑，可降低新能源随机波动对能源系统的影响，提高新能源的消钠能力，减少大规模弃风弃光。未来，氢能将在重点场景、重点区域、重点行业逐步提升保障能力，有望打造新型能源依赖关系，持续推动能源系统的优化转型。

应用场景

氢储能技术支撑我国氢电耦合高质量协同发展。氢能产业链的上游可通过电解水制氢等方式促进可再生能源的消纳；下游可作为电力、工业、交通以及建筑等行业的绿色能量来源，以氢能作为原料、燃料及氢储能“海绵”作用，促进各行业间深度耦合。

氢电耦合典型应用场景共有四个：

第一，需求侧“电—氢”单向氢电耦合的应用。以绿色氢能为燃料，为氢能车、重卡车和河流船舶提供动力，从应用地区来看，西北、东北等地区都在推动氢能重卡等工具车的应用；在规模能力上，根据中国氢能联盟研究院的预测，到2030年交通用氢折算用电约1650亿千瓦时，对应的电解装机4000万千瓦。

第二，电源侧“电—氢”的单向氢电耦合应用。在应用模式上，是新能源-电力-氢能的单向转化，在新能源出力高峰时期进行转化存储。从规模能力上看，根据中国氢能联盟研究院预测，2030年我国具备电解槽8000万-1亿千瓦的装机；至2060年具备电解槽5亿-8亿千瓦。

第三，“氢—电”单向氢电耦合应用。应用模式是通过氢能电站协同掺氢/纯氢燃气轮机，在负荷高峰时提供顶峰作用；在规模能力上，随着技术成熟和产业规模化发展，氢储能参与顶峰发电将在中远期具备一定的市场空间。

第四，“电—氢—电”双向氢电耦合应用。在应用模式上，在新能源大发或用电低谷时制氢，在用电高峰或新能源不足时利用氢能发电上网。在规模能力上，单纯的氢储能调峰电站配比较少。

关键技术

科技部针对氢能及其子领域设计技术梳理出55项技术方向，其中我国2项技术处于领跑，19项处于并跑，其他处于跟跑。以车载三型瓶、燃料电池系统、空压机、双极板为代表的5项技术差距快速缩小。

我国应加强产业主体间的创新协同合作，加强氢能原材料和基础制造工艺技术攻关，努力促进处于中试阶段的技术向产业化快速演进，进一步缩小与发达国家的差距。

氢电耦合的关键技术共有六个：

第一，电解水制氢技术。从技术角度来说，制氢电耗、设备成本与寿命，三者之间性能紧密关联，碱性（ALK）电解水制氢技术的关键在于提高电流密度，降低制氢电耗；质子交换膜（PEM）电解水制氢的关键在于综合提高和优化三者性能。

第二，燃料电池。我国氢燃料电池装备已取得突破，技术性参数明显提升，核心关键部件自动化替代显著。已初步掌握了质子交换膜燃料电池关键材料及电堆的核心技术和生产制造工艺，但规模化、批量生产的产业链还未完全形成。

第三，可再生氢耦合煤化工技术。通过石油化工与煤化工、能源化工与多能融合高效耦合，重点突破烯烃、芳烃、含氧化合物、特种油品和化学品低碳新技术，构建有机融合的工业低碳关键技术体系，增强我国大宗(基础)化学品供给体系的韧性，形成更高效率和更高质量的投入产出关系。

第四，掺氢/纯氢燃气轮机技术。燃氢轮机与天然气燃气轮机一样具有供给和调节能力，可作为减少发电产业中碳排放的重要选择，为我国部分地区的电力保供提供可行的解决方案。三菱、西门子、通用电气等跨国企业开展技术布局。

第五，煤掺氨发电技术。日本IHI于2019年开始相关研发，成功示范20%燃煤掺氨发电项目，国家能源集团“燃煤锅炉混氨燃烧技术”以35%掺烧比例在40兆瓦燃煤锅炉上实现了混氨燃烧应用，达到国际领先水平。

第六，储运+标准+安全支撑氢电耦合发展。推动有机液体、固态金属储氢等新型氢储运技术创新研发，提升氢能的规模化、跨区域、高安全的调度能力；同步开展氢电耦合领域相关国标、行标、团标等标准制定，促进氢电应用工程的标准化建设和规范化管理。

项目落地

国家能源集团国华投资公司（氢能公司）率先打造风光氢储融专业化运营平台、安徽6安兆瓦氢能科技示范工程被国家电网列入2019年科技项目指南等项目落地，推动氢电耦合方面的技术研发。

氢电协同的发展建议共有四方面，加强技术研发、努力协同创新、积极产业示范、完善标准管理。

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图文来源于中国氢能联盟及网络等公开渠道

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