工业领域是能源消费和碳排放的核心领域，推进工业绿色低碳转型，是实现“双碳”目标的必由之路。清洁低碳氢因其低碳排放、高能量密度和广泛适用性，成为破解重工业脱碳难题的关键抓手。加快工业副产氢和可再生能源制氢等清洁低碳氢的应用，既可以促进节能降碳、推进新型工业化，又能推动氢能产业高质量发展、培育新质生产力。
2024年12月30日，工信部、国家发展改革委和国家能源局联合印发《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》(以下简称《实施方案》),明确到2027年工业领域清洁低碳氢应用装备支撑和技术推广取得积极进展。《实施方案》聚焦清洁低碳氢替代、氢冶金、氢碳耦合制绿色甲醇、氢氮耦合制绿色合成氨、氢燃料电池汽车，以及氢动力船舶、航空、轨道交通装备，氢电融合工业绿色微电网等应用场景，系统提出30项具体工作任务。该政策的出台不仅是对《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》的深化，也进一步推进了中国能源消费从单一“电能替代”向“氢电融合”的升级，为电网企业参与氢能新赛道按下加速键。
清洁低碳氢应用现状
2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，提出到2025年，初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系，氢能示范应用取得明显成效。2023年，河钢集团的全球首例120万吨氢冶金示范项目成功投产，通过绿氢替代焦炭炼钢，碳排放减少90%以上。同年，新疆库车万吨级绿氢炼化项目投产，每年可减少碳排放48.5万吨，开创绿氢炼化发展新路径。2024年，广东佛山投产全球首条陶瓷行业氨氢零碳燃烧示范线，可实现年减碳66.5万吨。同年，广湛氢能高速示范项目启动，通过在广湛高速沿线物流重要节点建设制氢加氢一体化站，推动氢燃料电池冷藏车的就地氢能消纳。
此外，电网企业也在开展电氢协同技术研发布局，推动氢电融合发展。2023年，南方电网公司在广州南沙小虎岛电氢智慧能源站首次实现了固态氢能并网发电，绿电与绿氢灵活转换，标志着氢能在电力系统中的应用迈入了一个新的阶段。2024年，国家电网公司首个氢电耦合国家重点研发计划项目通过验收，在宁波慈溪建成国际首个电—氢—热—车耦合的中压直流微网示范工程，实现电氢热多种形式清洁能源的相互转化。
目前，在政策驱动与技术发展的双轮推动之下，清洁低碳氢正从示范阶段逐渐向规模化应用阶段过渡。从制氢、储运到终端应用，跨行业合作成为主流，产业链协同不断深化。此外，电网企业也在氢电融合领域加速发展，通过技术耦合与系统集成，持续实现氢能与电能在生产、储运、消费环节的协同优化。
电网企业推进氢电融合的主要挑战
电网企业在氢电融合中扮演“枢纽”角色，需统筹绿电供给、氢能消纳与系统稳定性，推动能源系统从单向流动向多能互补转型。结合《实施方案》的具体工作任务要求，电网在推进氢电融合的过程中将面临如下主要挑战：
可再生能源电力与清洁低碳氢负荷的时空错配。《实施方案》明确提出要加快清洁低碳氢替代化石能源制氢。当前清洁低碳氢生产主要依赖可再生能源电力制氢，但可再生能源电力与清洁低碳氢负荷的时空耦合度仍偏低，面临空间性资源错配与时间性系统冲突这两大矛盾。一方面，风光资源富集区（西北部）与高耗氢产业（东部沿海）存在地理空间错位，叠加绿电输电通道建设周期较长，使可再生能源电力在“源头—负荷”之间跨区调配困难，制约了清洁低碳氢的规模化生产；另一方面，电解水制氢设备能耗高且启停响应速度慢，对波动性电源的跟随能力不足。当风光出力曲线与制氢负荷曲线不同步时，系统需在保障电网稳定与满足制氢连续运行之间反复平衡，进一步加大了可再生能源电力与清洁低碳氢协同发展的难度。
氢能终端应用与消费场景亟待拓展。目前，电能替代在交通、工业等领域已取得显著成效，如电动汽车、电锅炉等应用广泛。相比之下，氢能在终端应用环节面临成本高、基础设施不完善等问题，各行业内的氢能消费场景亟待扩展。以电网企业为例，一方面氢能装备的研发成本高，需挖掘具有氢能独特优势的应用场景，方能实现氢能装备落地应用；另一方面，电能与氢能在终端应用中的协同机制尚未建立，缺乏统一的能源管理与调度体系，难以充分发挥两者的互补优势，共同引领能源消费新发展。
车网互动新变局考验基础设施兼容性。《实施方案》要求加快氢燃料电池汽车应用，电氢并行的动力革命给车网互动带来新变局，但基础设施滞后将形成硬约束。一方面，国内加氢站与充电站的规划明显呈割裂态势，全国仅有少数加氢站与充电站实现了共建，大多数基础设施的功能兼容性较差。另一方面，虽然氢燃料电池汽车本身也具备双向功率调节能力，理论上可实现车网互动，但目前相关技术标准和商业模式尚未成熟，现有氢燃料电池汽车的余电返送功能尚不完善，氢燃料电池汽车并网也缺乏标准接口等基础设施支撑。
技术成熟度不足拖累工业绿色微电网落地。《实施方案》提出要探索发展氢电融合工业绿色微电网，当前强化氢电融合技术攻关至关重要。氢电融合涉及多种复杂技术，如高效电解水制氢技术、长寿命燃料电池技术、氢储能技术以及微电网能量管理与优化控制技术等，这些技术的成熟度不足将影响工业绿色微电网的落地。一方面，波动性可再生能源对制氢电解槽效率影响机理复杂，当前电制氢负荷特性及安全运行边界尚不清晰，规模化工程运行存在挑战；另一方面，因氢电融合工业绿色微电网系统集成难度大，氢—电—热的动态耦合响应存在明显延迟等问题，综合效率有待提升。
电网企业推进氢电融合的升级路径
面对现有的主要挑战，为电网企业推进氢电融合提出以下几点建议：
引导“制氢+用氢”一体化，实现绿电高效消纳。激活氢能产业发展“新引擎”，引导推动可再生能源富集区的工业企业和园区实施“制氢+用氢”一体化，实现可再生能源就地高效消纳，加快清洁低碳氢替代应用。《实施方案》鼓励研发可再生能源发电与制氢设施，探索海上风电制氢新途径。海上风电资源丰富且稳定性相对陆地风电更高，可有效减少发电间歇性影响。电网企业可联合能源企业、科研机构，开展海上风电制氢技术研究与应用示范，通过布局东部沿海地区的海上风电制氢集群，开发近负荷中心供氢新模式。利用海风资源稳定且毗邻工业区的优势，巧妙破解原有可再生资源富集区与高耗氢产业的空间错配难题，实现绿电高效消纳的同时降低输氢成本。
拓展电网内氢能装备应用，拓宽氢能消纳渠道。针对氢能终端应用的挑战，电网企业可积极拓展氢能车辆、机电装备在电网中的应用新场景，扩宽氢能消纳渠道。例如，电网企业可研发氢能应急发电车并推广其在区域电网中合理布局，当电网遭遇极端天气、设备故障等突发情况导致局部停电时，氢能应急发电车能够迅速响应，通过车载燃料电池发电系统为重要用户或故障区域提供应急电力支持。此外，电网运维领域中以锂电池供电方式为主的各种智能设备普遍存在着供电系统瓶颈，例如锂电池动力的电力巡检机器人。电网企业可开发长航时高能效氢动供电系统，解决电力巡检机器人在实际应用中续航时间不足、能量密度低、环境适应性差等问题。通过拓展氢能装备的电网应用场景，发挥氢能在应急保供、装备续航等方面的作用，提升氢能流转效率和使用效率，促进电能与氢能的协同发展。
协调加氢站与充电站建设，更新车网互动规划。为应对氢燃料电池汽车应用带来的车网互动复杂局面，电网企业需推进加氢站供氢体系和充电站供电体系的协调发展，更新新型基础设施产业投资与建设规划。在规划阶段，电网企业应与地方政府、能源企业加强沟通，结合区域交通流量、能源需求等因素，合理布局加氢站和充电站。例如，在高速公路服务区、城市物流园区等交通枢纽，同步规划建设加氢站和充电站，实现能源供给设施的协同互补。在建设过程中，要制定统一的车网互动技术标准和通信协议，推动不同品牌氢燃料电池汽车与电网之间的互联互通。通过建立车网互动商业化运营平台，明确电价政策和收益分配机制，通过价格信号优化能源资源配置，实现加氢站、充电站与电网的高效互动发展。
深化技术经济论证，探索氢电融合微电网。电网企业可联合工业园区、数据中心、能源企业共同探索氢电融合的工业绿色微电网，深化技术经济效益论证，统筹优化区域资源配置。首先，加大对氢电融合关键技术研发的投入，与高校、科研机构合作建立联合研发中心，集中攻克高效电解水制氢等技术难题，探明可再生能源制氢系统交互作用影响规律，突破并/离网场景下的源网荷储动态匹配与高效稳定调控技术。其次，在工业聚集区开展氢电融合工业绿色微电网试点项目，深化项目在技术可行性、经济合理性、环境效益等方面的综合效益论证，对微电网内电力、氢能的生产、存储、消费进行优化调度。同时，积极参与制定氢电融合工业绿色微电网相关政策法规和标准规范，为项目建设和运营提供政策保障和技术依据，引领氢电融合产业健康发展。
王建斌 张劲松
（作者单位：南网能源院）
■ 编后
氢电融合任重道远
工业和信息化部等三部门联合印发的《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》，不仅为氢能产业的高质量发展注入强劲动力，更标志着我国能源转型战略实现重要升级——从过去以“电能替代”为主的单一路径，迈向“氢电融合”协同发展的新阶段。这一转变对电网企业而言，既是重大机遇，也是全新挑战。
当前，电网企业正处于能源系统转型的核心节点，需从传统的电力输配角色转向多能互补的能源系统协调者。然而，氢电融合仍面临诸多现实瓶颈：可再生能源制氢与负荷需求的时空错配、终端应用场景尚未规模化、基础设施兼容性不足、关键技术成熟度有待提升等，这些都制约着氢能在新型电力系统中的高效集成与应用。
面对这些挑战，电网企业需跳出传统业务边界，积极构建氢电协同生态。一方面，可重点布局“制氢—用氢”一体化项目，推动海上风电制氢等近负荷场景建设，破解资源与需求的空间错配；另一方面，需加快氢能在应急保电、智能巡检等电网内部场景的应用，以需求拉动供给，培育氢能消纳新市场。
尤为重要的是，必须从规划源头推动氢—电基础设施的兼容共建。在加氢/充电综合站、氢电微网、车网互动等领域加强标准协同与商业模式创新，避免未来出现新的能源设施孤岛。
氢电融合并非简单技术叠加，而是一场系统性的能源革命。它要求电网企业兼具氢能技术理解力、系统规划能力与跨界协同能力。唯有通过技术攻关、场景创新与机制突破的三轮驱动，方能真正实现氢能与电能的互补互济，构建清洁、灵活、韧性的新型能源体系。
这条升级路径注定不会平坦，谁能在氢电融合中率先形成技术积累、场景数据与商业模式，谁就将在能源生态竞争中占据先机。
上一篇：无
