国家电网牵头的首个氢能相关国家重点研发计划项目落地

3月30日，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”项目实施方案论证暨启动会在杭州召开，这是国家电网公司牵头承担的首个氢能相关的国家重点项目。该项目将在宁波建成“氢电耦合直流微网示范工程”，完全实现关键设备国产化，国网宁波供电公司加强项目团队与地方政府的沟通互动，积极开展项目攻关，打造“绿电”造“绿氢”、“绿氢”再发电的能源互补体系，加快推动宁波“双碳”政策落地。

据了解，项目旨在揭示氢电耦合系统多时间尺度耦合特性，阐明直流互联系统稳定机理，攻克系统与装备的参数优化匹配方法，建立氢电耦合系统安全防护体系，研制氢能与电池混合储能、直流换流器等核心装备，开发综合能量管理系统，建设具有国际领先水平的氢能支撑直流微网技术验证及工程示范平台，促进可再生能源的多途径消纳，助力氢能关键设备的国产化发展。

项目将在浙江宁波建成工程示范平台，提供氢能关键国产化设备的技术验证，并实现绿电制氢、电热氢高效联供、车网灵活互动、离网长周期运行，全面验证整体系统的功能与性能。在电热氢多时间尺度强耦合、源荷高度不确定、冲击负荷随机接入等条件下，实现氢能支撑微网168小时连续离网稳定运行是示范工程最大的亮点，目前国际上无任何工程可以借鉴，需要系统设计、稳定控制、能量优化多领域协同技术攻关，将形成大量具有国际领先水准的创新成果。

该项目的成功申报，是国网浙江省电力有限公司在氢能与可再生能源领域的新探索，将氢能与可再生能源耦合，在源端通过风/光可再生能源制氢，并通过氢能支撑的微网，满足用户对电、氢、热多种能源的需求，实现从清洁电力到清洁气体能源转化及供应的全过程零碳，实现清洁能源就地消纳率达100%，这将促进可再生能源开发和清洁能源交易，推动氢能在交通、供暖等领域的综合利用，可带来发电、售氢及碳减排的直接收益，减少电网基础建设投资成本，有效支撑高弹性电网建设，加快推进打造“示范窗口”，对推进我国能源生产和消费革命，新时代能源转型发展具有重大意义。

科技部国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项 2020年度项目申报指南

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可离网型风/光/氢燃料电池直流互联与稳定控制技术

（共性关键技术类）

研究内容：针对风能、太阳能与氢能多元耦合独立微网，着重突破氢能支撑的可离网型风/光/储/氢燃料电池直流互联系统安全、稳定、经济运行的关键技术。具体包括：氢能支撑的可离网型风/光/储/氢燃料电池直流互联系统及部件参数优化匹配设计技术；氢能与电池混合储能技术，包含高效制氢、储氢及向加氢站供氢单元，高效燃料电池发电及废热综合利用单元；大功率高效率直流变换器技术，包含电解水制氢和氢燃料电池发电直流变换技术；电—热—氢综合能量管理技术，包含新能源汽车并网互动响应技术、离网充电冲击控制技术。

考核指标：形成总体技术示范平台：满足不少于 10 辆氢能燃料电池汽车加氢、50 辆纯电动汽车直流快充冲击需求，发电能力≥2MW，直流互联电压等级≥10kVdc，直流互联系统效率≥95%，供热能力≥100kW，制氢、供氢规模≥100kg/天，可离网连续运行≥168h（运行负荷不低于 300kW）；开发氢能与电池混合储能系统，电池储能≥1MW/500kWh，储氢能力≥200kg、氢气纯度≥99.99%，氢燃料电池发电≥150kW、热电综合利用效率≥80%；直流变换器0~90%电流响应时间≤10ms，输出电压纹波≤5%；微网监控与能量管理系统可支持监测点≥100 个，数据采集频率≥1Hz，控制指令响应时间≤100ms。

何谓“绿氢”？当前，我国商用氢气96%以上从化石燃料中制取，制氢过程中会排放大量二氧化碳，造成一定的环境污染，这类氢气被称为“灰氢”。而通过风电、光伏等可再生能源将水电解制成氢气和氧气，并将氢气储存起来，当电网需要时，再将储存的氢气通过不同方式转换为电能输送上网，这便是“绿电”造“绿氢”，“绿氢”再发电。

国家电网公司正式发布“双碳”行动方案，推动电力绿色转型势必要在能源供给侧和消费侧深度脱碳。供给侧方面，以电网为平台，通过氢能和可再生能源耦合运行，促进可再生能源就地或并网消纳；消费侧方面，氢在交通、化工、钢铁、半导体等领域有着广泛的应用前景，实现氢能替代和能效提升将成为必然之势。慈溪氢电耦合直流微网示范工程落户在慈溪滨海经济开发区氢能产业园，并计划在2022年6月前建设成为拥有国际领先水平的氢能直流微网示范基地，提供氢能关键设备国产化的技术验证。

该工程突破氢电耦合直流微网在安全、稳定、经济运行方面关键技术，自主研发高效电解制氢系统、燃料电池热电联供系统、氢能与电池混合储能、多端口直流换流器等核心装备，将电、氢、热等能源网络中的生产、存储、消费等环节互联互通，实现绿电制氢、电热氢高效联供、车网灵活互动、离网长周期运行等多功能协同转化与调配，形成以电为中心的电氢热耦合能源互联网示范。

据悉，该工程每日制氢规模可超100千克、供热能力超120千瓦，满足10辆氢能燃料电池汽车加氢、50辆纯电动汽车直流快充对电网的冲击需求，在制氢、储氢、用氢等环节的规模均位于省内氢能示范工程首位，装备性能达到国际领先水平，且是完完全全的中国“智”造。未来，慈溪氢电耦合直流微网示范工程将与宁波氢能上下游产业布局高度契合，形成集科研、制取、储运、交易、应用一体化的“零碳”氢能产业体系，为宁波加速实现“碳达峰、碳中和”目标、打造具有影响力的氢能产业基地贡献来自宁波电力的绿色能量。（部分素材来自国网浙江电力）