隨著碳排放對環(huán)境壓力的逐年劇增以及化石能源的不斷減少，可再生能源制氫得到了世界各國的高度重視和大量應用，從各個方面驗證了其可行性。習總書記也指出要構建清潔安全高效的能源體系，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。針對上述背景，來自合肥工業(yè)大學的安能集創(chuàng)新團隊將致力于基于氫電耦合的智慧能源系統(tǒng)，來有效提升新能源發(fā)電系統(tǒng)的能源消納比例，并解決如何制備零排放的綠氫等重要問題。

為降低氫能對傳統(tǒng)化石能源的依賴，解決“棄風、棄光、棄水”問題，助力雙碳目標的早日實現，安能集團隊創(chuàng)新性地設計出基于風光耦合制氫的智慧能源系統(tǒng)，利用光伏和風能這兩種可再生能源耦合發(fā)電，并用“綠電”來電解制取氫氣，實現氫在生產源頭上的無碳化，同時通過風機、光伏發(fā)電接直流變換器連入直流微網后或直接與電解氫裝置相連，實現無碳化的綠氫制造工藝。在儲能環(huán)節(jié)，硬件設備能夠實現電能和氫能的兩種儲存方式，支持自主調節(jié)功能，能夠實現交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的能量雙向流動和清潔儲氫，為電網運行提供調峰、調頻、備用、需求響應支撐等多種服務，實現電網安全運行和氫氣可靠供應。在用氫環(huán)節(jié)，采用并接直流微電網的方式，實現能源動態(tài)分配和交直流電能的交互，并配備自動監(jiān)控系統(tǒng)，實現智能調度。

此外，總系統(tǒng)具備多種形式的能量流動和負荷需求，不同能量形式之間存在多種耦合關系，并能夠在綜合能源系統(tǒng)中靈活地互相轉化。最后，為提高該系統(tǒng)的數據利用與集成程度，團隊為智慧能源系統(tǒng)配備了能源管理與監(jiān)控系統(tǒng)，用以及時評估、診斷及解除故障和記錄存放相關數據。

氫電耦合是實現100%可再生能源消納、100%零碳電力供給的重要手段。基于新能源行業(yè)以及國家戰(zhàn)略的重大需求，該系統(tǒng)通過自主設計各類制氫儲能設備及提供相關軟件服務，可實現高效率、大容量、智能化制氫，從而有效解決如何制備零排放的綠氫這一問題，高效生產綠色氫能源，有效提升新能源發(fā)電系統(tǒng)的能源消納比例，支持我國可再生能源和氫燃料電池產業(yè)協(xié)同健康發(fā)展。

對于目前取得的研究成果，團隊成員程旭表示：“現階段雖然已經解決了風光制氫中的一些難題，但實際上我們參與的越多，發(fā)現的問題也越多。還需要不斷的實踐去解決問題，與理論知識相結合，推動“氫電耦合”不斷向前發(fā)展。”隨著氫能新技術的不斷進步，未來安能集希望能找到一種長效的措施和方法對氫能進行利用，實現100%綠色能源全周期系統(tǒng)性方案。（合肥工業(yè)大學 程旭 王詩麗 楊雨婷 李建蘭）