宋 洁，邓占锋，徐桂芝，梁丹曦，彭笑东，赵雪莹，徐 超

(1.华北电力大学，北京 102206；2.先进输电技术国家重点实验室 国网智能电网研究院有限公司，北京 102209)

0 引 言

随着我国从粗放式的高排放经济转向绿色可持续的循环经济发展，如何实现对新能源的开发和有效利用俨然成为了一个亟待解决的问题。氢能作为一种零污染物排放的二次能源，其能量密度(140.4 MJ/kg)是传统固体燃料(50 MJ/kg)的2倍多。通过对氢能的高效生产和有效利用，将能为全世界CO2减排贡献约20%[1]，从而促进碳达峰、碳中和发展目标的实现。目前，氢能的制取方式主要有“灰氢”“蓝氢”“绿氢”3种。“灰氢”指的是采用煤炭进行氢气的制取，“蓝氢”采用的是天然气来进行制氢并对产生的CO2进行捕捉和封存[2]，“绿氢”一般指的是可再生能源水电解制取的氢气。相较于煤炭制氢存在的高污染高排放，天然气制氢存在的CO2大规模捕捉和封存成本高、难度大等问题，利用可再生能源进行水电解制氢具有得天独厚的绿色环保、灵活生产、氢气纯度高等优势，未来可再生能源水电解制氢将成为能源产业可持续发展的重要方向之一。

水电解制氢主要分为3种不同的类型：碱性水电解(AWE)、质子交换膜水电解(PEMWE)和固体氧化物水电解(SOWE)[3]。相较于碱性制氢和固体氧化物水电解技术，质子交换膜水电解制氢具有占地面积小、启动速度快、动态调节范围宽、动态响应能力强等特点，更适合与光伏、水电、风力等波动性可再生能源结合使用。

截至2020年底，我国风电、光伏发电装机总规模达到5.3亿kW，占总装机24.07%。……