工業領域是能源消費和碳排放的核心領域，推進工業綠色低碳轉型，是實現“雙碳”目標的必由之路。清潔低碳氫因其低碳排放、高能量密度和廣泛適用性，成為破解重工業脫碳難題的關鍵抓手。加快工業副產氫和可再生能源制氫等清潔低碳氫的應用，既可以促進節能降碳、推進新型工業化，又能推動氫能產業高質量發展、培育新質生產力。

2024年12月30日，工信部、國家發展改革委和國家能源局聯合印發《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》(以下簡稱《實施方案》),明確到2027年工業領域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術推廣取得積極進展。《實施方案》聚焦清潔低碳氫替代、氫冶金、氫碳耦合制綠色甲醇、氫氮耦合制綠色合成氨、氫燃料電池汽車，以及氫動力船舶、航空、軌道交通裝備，氫電融合工業綠色微電網等應用場景，系統提出30項具體工作任務。該政策的出臺不僅是對《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》的深化，也進一步推進了中國能源消費從單一“電能替代”向“氫電融合”的升級，為電網企業參與氫能新賽道按下加速鍵。

清潔低碳氫應用現狀

2022年3月，國家發展改革委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》，提出到2025年，初步建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系，氫能示范應用取得明顯成效。2023年，河鋼集團的全球首例120萬噸氫冶金示范項目成功投產，通過綠氫替代焦炭煉鋼，碳排放減少90%以上。同年，新疆庫車萬噸級綠氫煉化項目投產，每年可減少碳排放48.5萬噸，開創綠氫煉化發展新路徑。2024年，廣東佛山投產全球首條陶瓷行業氨氫零碳燃燒示范線，可實現年減碳66.5萬噸。同年，廣湛氫能高速示范項目啟動，通過在廣湛高速沿線物流重要節點建設制氫加氫一體化站，推動氫燃料電池冷藏車的就地氫能消納。

此外，電網企業也在開展電氫協同技術研發布局，推動氫電融合發展。2023年，南方電網公司在廣州南沙小虎島電氫智慧能源站首次實現了固態氫能并網發電，綠電與綠氫靈活轉換，標志著氫能在電力系統中的應用邁入了一個新的階段。2024年，國家電網公司首個氫電耦合國家重點研發計劃項目通過驗收，在寧波慈溪建成國際首個電—氫—熱—車耦合的中壓直流微網示范工程，實現電氫熱多種形式清潔能源的相互轉化。

目前，在政策驅動與技術發展的雙輪推動之下，清潔低碳氫正從示范階段逐漸向規模化應用階段過渡。從制氫、儲運到終端應用，跨行業合作成為主流，產業鏈協同不斷深化。此外，電網企業也在氫電融合領域加速發展，通過技術耦合與系統集成，持續實現氫能與電能在生產、儲運、消費環節的協同優化。

電網企業推進氫電融合的主要挑戰

電網企業在氫電融合中扮演“樞紐”角色，需統籌綠電供給、氫能消納與系統穩定性，推動能源系統從單向流動向多能互補轉型。結合《實施方案》的具體工作任務要求，電網在推進氫電融合的過程中將面臨如下主要挑戰：

可再生能源電力與清潔低碳氫負荷的時空錯配。《實施方案》明確提出要加快清潔低碳氫替代化石能源制氫。當前清潔低碳氫生產主要依賴可再生能源電力制氫，但可再生能源電力與清潔低碳氫負荷的時空耦合度仍偏低，面臨空間性資源錯配與時間性系統沖突這兩大矛盾。一方面，風光資源富集區（西北部）與高耗氫產業（東部沿海）存在地理空間錯位，疊加綠電輸電通道建設周期較長，使可再生能源電力在“源頭—負荷”之間跨區調配困難，制約了清潔低碳氫的規模化生產；另一方面，電解水制氫設備能耗高且啟停響應速度慢，對波動性電源的跟隨能力不足。當風光出力曲線與制氫負荷曲線不同步時，系統需在保障電網穩定與滿足制氫連續運行之間反復平衡，進一步加大了可再生能源電力與清潔低碳氫協同發展的難度。

氫能終端應用與消費場景亟待拓展。目前，電能替代在交通、工業等領域已取得顯著成效，如電動汽車、電鍋爐等應用廣泛。相比之下，氫能在終端應用環節面臨成本高、基礎設施不完善等問題，各行業內的氫能消費場景亟待擴展。以電網企業為例，一方面氫能裝備的研發成本高，需挖掘具有氫能獨特優勢的應用場景，方能實現氫能裝備落地應用；另一方面，電能與氫能在終端應用中的協同機制尚未建立，缺乏統一的能源管理與調度體系，難以充分發揮兩者的互補優勢，共同引領能源消費新發展。

車網互動新變局考驗基礎設施兼容性。《實施方案》要求加快氫燃料電池汽車應用，電氫并行的動力革命給車網互動帶來新變局，但基礎設施滯后將形成硬約束。一方面，國內加氫站與充電站的規劃明顯呈割裂態勢，全國僅有少數加氫站與充電站實現了共建，大多數基礎設施的功能兼容性較差。另一方面，雖然氫燃料電池汽車本身也具備雙向功率調節能力，理論上可實現車網互動，但目前相關技術標準和商業模式尚未成熟，現有氫燃料電池汽車的余電返送功能尚不完善，氫燃料電池汽車并網也缺乏標準接口等基礎設施支撐。

技術成熟度不足拖累工業綠色微電網落地。《實施方案》提出要探索發展氫電融合工業綠色微電網，當前強化氫電融合技術攻關至關重要。氫電融合涉及多種復雜技術，如高效電解水制氫技術、長壽命燃料電池技術、氫儲能技術以及微電網能量管理與優化控制技術等，這些技術的成熟度不足將影響工業綠色微電網的落地。一方面，波動性可再生能源對制氫電解槽效率影響機理復雜，當前電制氫負荷特性及安全運行邊界尚不清晰，規模化工程運行存在挑戰；另一方面，因氫電融合工業綠色微電網系統集成難度大，氫—電—熱的動態耦合響應存在明顯延遲等問題，綜合效率有待提升。

電網企業推進氫電融合的升級路徑

面對現有的主要挑戰，為電網企業推進氫電融合提出以下幾點建議：

引導“制氫+用氫”一體化，實現綠電高效消納。激活氫能產業發展“新引擎”，引導推動可再生能源富集區的工業企業和園區實施“制氫+用氫”一體化，實現可再生能源就地高效消納，加快清潔低碳氫替代應用。《實施方案》鼓勵研發可再生能源發電與制氫設施，探索海上風電制氫新途徑。海上風電資源豐富且穩定性相對陸地風電更高，可有效減少發電間歇性影響。電網企業可聯合能源企業、科研機構，開展海上風電制氫技術研究與應用示范，通過布局東部沿海地區的海上風電制氫集群，開發近負荷中心供氫新模式。利用海風資源穩定且毗鄰工業區的優勢，巧妙破解原有可再生資源富集區與高耗氫產業的空間錯配難題，實現綠電高效消納的同時降低輸氫成本。

拓展電網內氫能裝備應用，拓寬氫能消納渠道。針對氫能終端應用的挑戰，電網企業可積極拓展氫能車輛、機電裝備在電網中的應用新場景，擴寬氫能消納渠道。例如，電網企業可研發氫能應急發電車并推廣其在區域電網中合理布局，當電網遭遇極端天氣、設備故障等突發情況導致局部停電時，氫能應急發電車能夠迅速響應，通過車載燃料電池發電系統為重要用戶或故障區域提供應急電力支持。此外，電網運維領域中以鋰電池供電方式為主的各種智能設備普遍存在著供電系統瓶頸，例如鋰電池動力的電力巡檢機器人。電網企業可開發長航時高能效氫動供電系統，解決電力巡檢機器人在實際應用中續航時間不足、能量密度低、環境適應性差等問題。通過拓展氫能裝備的電網應用場景，發揮氫能在應急保供、裝備續航等方面的作用，提升氫能流轉效率和使用效率，促進電能與氫能的協同發展。

協調加氫站與充電站建設，更新車網互動規劃。為應對氫燃料電池汽車應用帶來的車網互動復雜局面，電網企業需推進加氫站供氫體系和充電站供電體系的協調發展，更新新型基礎設施產業投資與建設規劃。在規劃階段，電網企業應與地方政府、能源企業加強溝通，結合區域交通流量、能源需求等因素，合理布局加氫站和充電站。例如，在高速公路服務區、城市物流園區等交通樞紐，同步規劃建設加氫站和充電站，實現能源供給設施的協同互補。在建設過程中，要制定統一的車網互動技術標準和通信協議，推動不同品牌氫燃料電池汽車與電網之間的互聯互通。通過建立車網互動商業化運營平臺，明確電價政策和收益分配機制，通過價格信號優化能源資源配置，實現加氫站、充電站與電網的高效互動發展。

深化技術經濟論證，探索氫電融合微電網。電網企業可聯合工業園區、數據中心、能源企業共同探索氫電融合的工業綠色微電網，深化技術經濟效益論證，統籌優化區域資源配置。首先，加大對氫電融合關鍵技術研發的投入，與高校、科研機構合作建立聯合研發中心，集中攻克高效電解水制氫等技術難題，探明可再生能源制氫系統交互作用影響規律，突破并/離網場景下的源網荷儲動態匹配與高效穩定調控技術。其次，在工業聚集區開展氫電融合工業綠色微電網試點項目，深化項目在技術可行性、經濟合理性、環境效益等方面的綜合效益論證，對微電網內電力、氫能的生產、存儲、消費進行優化調度。同時，積極參與制定氫電融合工業綠色微電網相關政策法規和標準規范，為項目建設和運營提供政策保障和技術依據，引領氫電融合產業健康發展。

王建斌 張勁松

（作者單位：南網能源院）

■ 編后

氫電融合任重道遠

工業和信息化部等三部門聯合印發的《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》，不僅為氫能產業的高質量發展注入強勁動力，更標志著我國能源轉型戰略實現重要升級——從過去以“電能替代”為主的單一路徑，邁向“氫電融合”協同發展的新階段。這一轉變對電網企業而言，既是重大機遇，也是全新挑戰。

當前，電網企業正處于能源系統轉型的核心節點，需從傳統的電力輸配角色轉向多能互補的能源系統協調者。然而，氫電融合仍面臨諸多現實瓶頸：可再生能源制氫與負荷需求的時空錯配、終端應用場景尚未規模化、基礎設施兼容性不足、關鍵技術成熟度有待提升等，這些都制約著氫能在新型電力系統中的高效集成與應用。

面對這些挑戰，電網企業需跳出傳統業務邊界，積極構建氫電協同生態。一方面，可重點布局“制氫—用氫”一體化項目，推動海上風電制氫等近負荷場景建設，破解資源與需求的空間錯配；另一方面，需加快氫能在應急保電、智能巡檢等電網內部場景的應用，以需求拉動供給，培育氫能消納新市場。

尤為重要的是，必須從規劃源頭推動氫—電基礎設施的兼容共建。在加氫/充電綜合站、氫電微網、車網互動等領域加強標準協同與商業模式創新，避免未來出現新的能源設施孤島。

氫電融合并非簡單技術疊加，而是一場系統性的能源革命。它要求電網企業兼具氫能技術理解力、系統規劃能力與跨界協同能力。唯有通過技術攻關、場景創新與機制突破的三輪驅動，方能真正實現氫能與電能的互補互濟，構建清潔、靈活、韌性的新型能源體系。

這條升級路徑注定不會平坦，誰能在氫電融合中率先形成技術積累、場景數據與商業模式，誰就將在能源生態競爭中占據先機。