电-氢协同：发展理念与路径展望 2023

本报告首s次提出“三位一体”的电-氢协同发展理念；报告系统构建“三四三”的电-氢协同分析框架

近年来，氢能又再度成为热词，究其原因，仍然是全球能源供需版图剧烈变动下对能源安全的深切忧患又再度被唤起。从能源院研究团队跟踪研判的情况看，氢能目前的发展态势已经在不同领域、不同程度上指向了电力行业，也为加快构建新型能源体系出了一道协同的大题。前景未必现在就能确定，但研究团队认为，深入探索这一方向是能够在很大程度上回应新型能源体系“体系化”的演进机理。这种带有规律性的提炼，既有助于当前氢能发展走向更加理性，也能够反过来促进电力行业以更加开放的态度，融合能源领域四面八方正在出现的新事物。
国网能源研究院有限公司在年度报告的安排中，首s次以“电-氢协同：概念生成与理念和路径的探求”作为选题。这样的选题，是做了第d一个吃螃蟹的尝试。我们注意到现实的发展已经提出了一系列现实的问题，作为智库有责任给予积极的回应。这种回应从研究的意义上尽管是阶段性的，但全书仍是做了电-氢协同框架体系的构建，就是下决心要把这个问题纳入到智库长期研究的领域。

序言
前言
概 述
1 “电-氢协同”理念内涵
1.1 电能、氢能关系发展历程
1.2 “电-氢协同”发展理念的提出
1.3 “电-氢协同”框架体系
1.4 “电-氢协同”机理
2 “电-氢协同”价值潜力
2.1 测算思路
2.2 电氢发展边界条件
2.2.1 氢气供需发展
2.2.2 电力供需发展
2.3 典型场景
2.3.1 宏观系统级场景
2.3.2 微观项目级场景
2.4 价值测算结果
2.4.1 加速低碳转型价值
2.4.2 保障系统安全价值
2.4.3 提升经济效益价值
3 “电-氢协同”关键技术
3.1 电制氢技术
3.2 输氢技术
3.3 储氢技术
3.4 氢发电技术
3.5 系统协同技术
3.5.1 协同优化配置
3.5.2 协同优化运行
4 “电-氢协同”政策机制
4.1 关键问题与挑战
4.1.1 项目难以获得良好收益
4.1.2 认证体系与技术标准不健全
4.1.3 部分关键技术亟待突破
4.1.4 尚未实现电、氢基础设施协同规划
4.2 政策体系
4.2.1 激发绿氢需求
4.2.2 融资财税激励
4.2.3 健全认证标准
4.2.4 加强技术研发
4.3 市场机制
4.3.1 电能量市场
4.3.2 辅助服务市场
4.3.3 容量补偿机制或容量市场
4.3.4 绿色市场
5 “电-氢协同”发展路径
5.1 示范探索期（当前至2030年）
5.2 发展成熟期（2030年—2040年）
5.3 深度协同期（2040年—2060年）
附录A “电-氢协同”前沿示范项目
A.1 新能源基地规模化制氢与综合利用项目
A.1.1 总体特点
A.1.2 典型项目1：中石化新疆库车绿氢示范项目
A.1.3 典型项目2：中煤鄂尔多斯能源化工有限公司10万t/年液态阳光示范项目
A.1.4 典型项目3：荷兰北海风电制氢项目
A.2 配电侧/微网侧电氢耦合项目
A.2.1 总体特点
A.2.2 典型项目1：浙江台州大陈岛氢能综合利用示范项目
A.2.3 典型项目2：宁波慈溪氢电耦合直流微网示范工程
A.3 氢能灵活调节项目
A.3.1 总体特点
A.3.2 典型项目1：安徽六安兆瓦级氢能综合利用示范项目
A.3.3 典型项目2：德国美因茨风电制氢-加氢站及天然气管网示范项目
A.3.4 典型项目3：法国HYFLEXPOWER示范项目
参考文献
致谢

对能源多元化探索的脚步就从未停止，早在 20 世纪 70 年代日本以其忧患意识提出了“氢能源”的发展概念，也有过不懈的探索和努力，但并未最终成为现实。近年来，氢能再度成为热词，究其原因，仍然是全球能源供需版图剧烈变动下对能源安全的深切忧患再度被唤起。从国网能源院研究团队跟踪研判的情况看，氢能目前的发展态势已经在不同领域、不同程度上指向了电力行业，也为加快构建新型能源体系出了一道协同的大题。前景未必现在就能确定，但研究团队认为，深入探索这一方向是能够在很大程度上回应新型能源体系“体系化”的演进机理。这种带有规律性的提炼，既有助于当前氢能发展走向更加理性，也能够反过来促进电力行业以更加开放的态度，融合能源领域四面八方正在出现的新事物。因此，国网能源研究院有限公司在年度报告的安排中，首次以“电-氢协同：发展理念与路径展望”作为选题。这样的选题，是做了第一个吃螃蟹的尝试。我们注意到现实的发展已经提出了一系列现实的问题，作为智库有责任给予积极的回应。这种回应从研究的意义上尽管是阶段性的，但报告仍是做了“电-氢协同”框架体系的构建，就是下决心要把这个问题纳入智库长期研究的领域。本报告的疏漏之处是理论还有待成熟，但也因为时间、精力等方面的制约，还没有一个比较透彻全面的调查研究。比如：对民营经济在氢能领域的发展关注和了解得还不够，对国外同行的研究新进展交流得还不充分。但这也让研究团队加油努力，使这些“疏漏”成为后续报告的“重点”，也争取成为“亮点”。“电-氢协同”作为新事物，研究团队感受到了业界专家真诚的关心。在我们调研走访以及专家讨论会上知无不言、言无不尽，对我们研究的不足之处也给予了坦率的批评。就是在这样求真务实的氛围中，研究团队完成本报告至少可以有一个问心无愧的结论。我们懂得了“完美”永远在路上，但“真研究问题，研究真问题”的作风是应该根植于能源智库研究者的内心之中。特别值得一提的是，国网能源院于 11 月 29 日与俄罗斯有关方面共同举办了“氢能发展对话：中俄能源合作视角下的产业机遇”研讨会，研究团队发布了该报告的主要观点和结论，得到了与会专家的热烈讨论，这也让我们真切认识到，本报告所涉及的主题，不只是中国话题，研究要始终不离国际视野才行。限于篇幅，本报告重点在于只提出“电-氢协同”的发展理念与路径，部分问题分析未全面展开，涉及的数据、模型、参数等未能详细列出，欢迎有兴趣的读者联系和交流。编著者2023 年 12 月