氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究

中國(guó)華能集團(tuán)第六家授牌研究機(jī)構(gòu)，依托長(zhǎng)城證券管理并開(kāi)展業(yè)務(wù)，研究院深耕能源轉(zhuǎn)型相關(guān)政策、行業(yè)以及市氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/2氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/3 8 9 2.2綠氫項(xiàng)目可通過(guò)場(chǎng)外和場(chǎng)內(nèi)資源進(jìn)行 3.1資源稟賦奠定開(kāi)發(fā)基礎(chǔ) 4.1當(dāng)前政策條件下的基準(zhǔn)情景結(jié)果 4.2三倍于電解槽裝機(jī)的新能源裝機(jī)配比能夠確保電解槽穩(wěn)定高效運(yùn)行 22 5.3禁止電量下網(wǎng)將顯著提高電力系統(tǒng)冗余 29 30氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/4 6.2強(qiáng)制配儲(chǔ)提高制氫成本，但可以節(jié)省 32 34 35 氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/5氫能是我國(guó)未來(lái)能源體系的重要組成部分，對(duì)于難以完全實(shí)現(xiàn)電氣化的終端用能部門(mén)，通過(guò)氫能進(jìn)行溫室氣體減排尤為關(guān)鍵。預(yù)計(jì)到2060年，我國(guó)終端能源消費(fèi)總量中10%–15%將由氫能提供，并將以可再生能源電力制備的綠氫為主，意味著制氫年耗電量可達(dá)約3.6萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的近五分之一。面對(duì)如此規(guī)模的電—?dú)滢D(zhuǎn)換需求，氫電耦合無(wú)疑是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型必須關(guān)氫電耦合發(fā)展的核心問(wèn)題之一在于解決用氫端需求曲線與可再生能源電力出力曲線之間不匹配的問(wèn)題。從供給側(cè)氫能系統(tǒng)和終端消費(fèi)的均衡與協(xié)同發(fā)展。研究宜優(yōu)先關(guān)注項(xiàng)目尺度下電與氫的技術(shù)配置和協(xié)同發(fā)展。人民政府辦公廳關(guān)于促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》后，分別于2022年和2023年通過(guò)分析與模擬不同政策變量組合場(chǎng)景下綠氫項(xiàng)目的最優(yōu)投資與運(yùn)行方案，本報(bào)告按政策變量歸納總結(jié)了當(dāng)前綠氫發(fā)展階段下政策設(shè)計(jì)與項(xiàng)目落地之間的潛在相互關(guān)系：上網(wǎng)政策（電量比例限制與電價(jià)水平）直接影響風(fēng)光制氫項(xiàng)目余電上網(wǎng)部分電量的收益，對(duì)成本最優(yōu)場(chǎng)景下風(fēng)下網(wǎng)政策決定場(chǎng)內(nèi)儲(chǔ)能配置情況，下網(wǎng)電量比例限制調(diào)整至5%或更低時(shí)，繼續(xù)嚴(yán)格限制下網(wǎng)電量將顯著推高電化學(xué)儲(chǔ)能配置政策直接影響系統(tǒng)成本，現(xiàn)階段，業(yè)主方出于成本考慮缺乏超配電儲(chǔ)能設(shè)施從政策制定的角度看，如進(jìn)一步修訂和完善綠氫項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則，可考慮如下方向：（1）審慎設(shè)定和調(diào)整上網(wǎng)電量比例限制，適時(shí)調(diào)整上網(wǎng)電價(jià)；（2）合理確定下網(wǎng)電量限制比例，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上可以有小幅收緊，但需留有余量；（3）權(quán)衡電化學(xué)儲(chǔ)能配置的比例和時(shí)長(zhǎng)要求，平衡現(xiàn)階段業(yè)主的成本可負(fù)擔(dān)性和未來(lái)綠氫項(xiàng)目大規(guī)模發(fā)展后氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/6從綠氫項(xiàng)目業(yè)主的投資與運(yùn)營(yíng)角度看，存量項(xiàng)目業(yè)主宜在場(chǎng)外靈活性配置方面優(yōu)先關(guān)注上網(wǎng)電價(jià)調(diào)整趨勢(shì)，增量項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商還需重點(diǎn)關(guān)注上網(wǎng)電量限制的變化情況；在場(chǎng)內(nèi)靈活性配置方面，項(xiàng)目業(yè)主宜預(yù)留好場(chǎng)內(nèi)靈活性再開(kāi)綠氫產(chǎn)業(yè)是雙碳目標(biāo)下未來(lái)能源體系中的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)階段，綠氫產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，利用好政策與市場(chǎng)工具、引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展、降低綠氫供應(yīng)成本是當(dāng)前的重點(diǎn)任務(wù)。本報(bào)告致力于通過(guò)模擬、優(yōu)化和分析結(jié)果，為政策制定者進(jìn)一步優(yōu)化綠氫項(xiàng)目配置政策提供可參考的建議，為業(yè)主加快推進(jìn)投資決策與項(xiàng)目落地提供可參考的場(chǎng)外靈活性一體化項(xiàng)目邊界一體化項(xiàng)目邊界 制氫發(fā)電綠氫消費(fèi) 制氫發(fā)電tt場(chǎng)內(nèi)靈活性場(chǎng)內(nèi)靈活性氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/7我國(guó)是全球最大的氫氣生產(chǎn)和使用國(guó)，氫氣年產(chǎn)量超過(guò)3,500萬(wàn)噸。長(zhǎng)期以來(lái)，氫氣作為工業(yè)原料廣泛應(yīng)用于石化、合成氨、甲醇等行業(yè)的工業(yè)過(guò)程中。隨著應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)和能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的不斷推進(jìn)，氫氣作為能源載體義為能源品種，氫氣產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從單一提供工業(yè)原料向發(fā)揮“能源+原料”雙重屬性的轉(zhuǎn)化。2022年在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，對(duì)于難以實(shí)現(xiàn)電氣化的部分終端用能部門(mén)而言，氫能已成為其實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排和零排放發(fā)展的關(guān)鍵抓手。一方面，氫作為一種分子燃料，可通過(guò)燃機(jī)或燃料電池技術(shù)，在重載交通、供熱等領(lǐng)域提供可觀的減排貢獻(xiàn)。預(yù)計(jì)到2030年，依托于綠氫的氫燃料電池汽車(chē)保有量將超過(guò)60萬(wàn)輛，其中接近半數(shù)是重載卡車(chē)，氫氣需求將超過(guò)每年400萬(wàn)噸2。另一方面，氫作為重要的工業(yè)原料，通過(guò)綠氫替代灰氫、綠氫替代煤等手段，可幫助鋼鐵、甲醇、合成氨等行業(yè)實(shí)現(xiàn)減排。預(yù)計(jì)到2060年，綠氫作為工業(yè)原料的需求將達(dá)到約4,300萬(wàn)噸/年，幫助K6K64.54.5wwww99101氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/8化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫是目前我國(guó)氫氣生產(chǎn)的傳統(tǒng)和主要技術(shù)路線，但在能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的大背景下，建立基于綠色電力的綠氫供給體系是推動(dòng)全社會(huì)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。綠氫一方面向上承接電力系統(tǒng)，進(jìn)一步推動(dòng)可再生電力的發(fā)展，另一方面向下支撐工業(yè)、交通、建筑等行業(yè)脫碳，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品碳足跡的持續(xù)下氫能與電能耦合發(fā)展是傳統(tǒng)氫產(chǎn)業(yè)向綠氫產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展伴生的新課題。傳統(tǒng)上，氫氣生產(chǎn)直接依賴于一次能源，與電力系統(tǒng)之間并不直接相連。與傳統(tǒng)氫氣供應(yīng)相比，綠氫由可再生能源電解水制備，是由電力轉(zhuǎn)化形成的二次能源，與電力系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)系密切（見(jiàn)圖表2）。在邁向碳中和的進(jìn)程中，電力和氫能是兩種最關(guān)鍵的終端能源消費(fèi)形式，預(yù)計(jì)到2060年，分別占到終端能源消費(fèi)量的6氫的制備，電力系統(tǒng)與氫系統(tǒng)的交互將同時(shí)影響兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況和供需關(guān)系，氫電耦合發(fā)展無(wú)疑是能源系統(tǒng)氫電耦合發(fā)展的一個(gè)核心問(wèn)題是如何處理用氫端需求曲線與可再生能源電力出力曲線之間不匹配的問(wèn)題。從供給側(cè)看，綠氫生產(chǎn)將主要依托于光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，發(fā)電出力具有間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性，發(fā)電設(shè)備的利用小時(shí)數(shù)（容量因子）較低，日內(nèi)功率波動(dòng)幅度大。而從消費(fèi)側(cè)看，綠氫在工業(yè)等場(chǎng)景中的應(yīng)用通常有較強(qiáng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性需求，以滿足生產(chǎn)過(guò)程安全性和工業(yè)品經(jīng)濟(jì)性的需要。因此，綠氫項(xiàng)目需要借助電網(wǎng)交互、電化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫等必要的技術(shù)手段，尋求新能源發(fā)電裝機(jī)、制氫電解槽裝機(jī)和下游用氫需求之間的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力系H2>電解槽H2>電解槽就地綠色工業(yè)集群儲(chǔ)氫裝置電力系統(tǒng) > >氫能系統(tǒng)氫能系統(tǒng)氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/9微觀尺度是指在具體的項(xiàng)目層面上，探討電解制氫項(xiàng)目如何平衡配置和利用項(xiàng)目場(chǎng)內(nèi)發(fā)電、制氫、儲(chǔ)能等設(shè)施，并探討項(xiàng)目與電網(wǎng)之間的電力互換關(guān)系。這一尺度的研究著眼于具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)視角，主要面向由電轉(zhuǎn)化為氫的能量和物質(zhì)流動(dòng)，關(guān)注項(xiàng)目可行性與投資回收，研究成果有助于項(xiàng)目業(yè)主厘清投資決策、優(yōu)化運(yùn)行方式，宏觀尺度指的是系統(tǒng)層面上電力系統(tǒng)與氫能系統(tǒng)之間的互動(dòng)。這一尺度的研究一般以大電網(wǎng)（如省級(jí)電網(wǎng)）的視角，綜合考慮綠電制氫技術(shù)、氫燃機(jī)技術(shù)、氫燃料電池技術(shù)等在大電網(wǎng)中的配置和布局，探討各類(lèi)“電—?dú)洹迸c“氫—電”轉(zhuǎn)化技術(shù)在規(guī)?；煤?，如何實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)之間“電—?dú)洹姟边^(guò)程的協(xié)同運(yùn)行，綜合挖掘兩個(gè)從研究的時(shí)序上看，當(dāng)前處于綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，研究重點(diǎn)宜聚焦于微觀項(xiàng)目尺度的氫電耦合，解決具體項(xiàng)目落地的實(shí)際問(wèn)題。與之相對(duì)，宏觀尺度研究主要面向各類(lèi)氫能技術(shù)規(guī)模化發(fā)展后的場(chǎng)景，是更具前瞻性的研究方向。具體而言，我們優(yōu)先進(jìn)行微觀尺度研究主要依據(jù)以下四方面考量。首先，綠氫項(xiàng)目的投資發(fā)展依托于針對(duì)項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則的微觀政策，無(wú)論是政府還是企業(yè)，都需要考慮如何設(shè)計(jì)或利用微觀項(xiàng)目尺度的政策，引導(dǎo)和促進(jìn)綠氫項(xiàng)目順利落地與利用。第二，當(dāng)前階段綠氫制儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)正快速迭代，各類(lèi)技術(shù)成本快速變化，運(yùn)用微觀項(xiàng)目尺度研究，快速把握市場(chǎng)變化的影響，明晰各類(lèi)技術(shù)的成本價(jià)格彈性，對(duì)更好地設(shè)計(jì)政策和調(diào)整投資決策都大有裨益。第三，考慮到由氫向電轉(zhuǎn)化的效率仍然偏低，未來(lái)一段時(shí)間的氫電問(wèn)題仍以由電向氫的單向流動(dòng)為主，這與微觀尺度的研究?jī)?nèi)容更契合。第四，在當(dāng)前階段，綠氫產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模仍然較小，無(wú)論是制氫總用電負(fù)荷還是配套電源裝機(jī)量，在電網(wǎng)總體供需中所占的比例仍然較低，省級(jí)電網(wǎng)仍有一定能力來(lái)平衡和支撐項(xiàng)目層面的供需波鑒于以上討論，本報(bào)告著眼于微觀尺度的氫電耦合研究，從具體綠氫項(xiàng)目的設(shè)計(jì)運(yùn)行視角，探討成本變化、政策變化對(duì)項(xiàng)目規(guī)劃和運(yùn)行的影響，歸納各類(lèi)市場(chǎng)與政策變量在綠氫項(xiàng)目落地和產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展進(jìn)程中的影響與作氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/10我國(guó)綠氫項(xiàng)目仍處于發(fā)展初期，以示范工程為主，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。截至2023年底，我國(guó)在運(yùn)、在建和規(guī)目前氫氣總產(chǎn)能的0.1%；在建和規(guī)劃中的綠氫項(xiàng)目分別有70項(xiàng)和130項(xiàng)，制氫規(guī)模分我國(guó)綠氫項(xiàng)目在區(qū)域分布上主要位于風(fēng)光資源更好的華北、西北和東北地區(qū)（見(jiàn)圖表3）。在運(yùn)的綠氫項(xiàng)目在全國(guó)19個(gè)省市都有分布，其中遼寧的在運(yùn)制氫規(guī)模約占全國(guó)的46%。華北地區(qū)在建和規(guī)劃的綠氫項(xiàng)目規(guī)模在全國(guó)遙遙領(lǐng)先，其中內(nèi)蒙古在全國(guó)在建和規(guī)劃的項(xiàng)目中擁有60%的制氫規(guī)模，均超過(guò)4,000MW。西北地區(qū)和東北地區(qū)也是未來(lái)綠氫項(xiàng)目的重點(diǎn)布局地區(qū)。在建項(xiàng)目中，西北地區(qū)的新規(guī)模。規(guī)劃項(xiàng)目中，華北地區(qū)的河北擁有超過(guò)1,600MW的制氫規(guī)模，位于東北地區(qū)的吉林和位于西北地區(qū)的甘肅針對(duì)尚未投產(chǎn)的綠氫項(xiàng)目配置的新能源裝機(jī)的區(qū)域分布，風(fēng)電裝機(jī)主要位于內(nèi)蒙古，其配置的風(fēng)電裝機(jī)在全國(guó)占比為51%。光伏發(fā)電裝機(jī)區(qū)域分布的集中度更低，但內(nèi)蒙古在建和規(guī)劃的裝機(jī)總量依然居全國(guó)首位，占全國(guó)配置9,0008,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,0000氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/11綠氫項(xiàng)目中可再生能源的配置與項(xiàng)目所在地的資源稟賦密切相關(guān)，同時(shí)呈現(xiàn)出從單一電源向風(fēng)光復(fù)合電源轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)。我國(guó)在運(yùn)的綠氫項(xiàng)目中大多采用風(fēng)電制氫或者光伏發(fā)電制氫這種單一電源制氫的方式，且以光伏發(fā)電制氫為主。從全國(guó)在運(yùn)的綠氫項(xiàng)目風(fēng)光裝機(jī)總量上看，用于制氫的光伏發(fā)電裝機(jī)總量約是風(fēng)電裝機(jī)的18倍。處于在建和規(guī)劃階段的綠氫項(xiàng)目中配置的風(fēng)電裝機(jī)容量占比大幅提升，與光伏發(fā)電裝機(jī)總量接近，并且更多項(xiàng)目呈現(xiàn)出風(fēng)一方面，風(fēng)電的加入有效改善了光伏發(fā)電的晝夜周期性。以內(nèi)蒙古的風(fēng)電和光伏的典型日內(nèi)出力曲線為例，當(dāng)風(fēng)光配比為1:1時(shí)，系統(tǒng)日內(nèi)最大出力波動(dòng)為系統(tǒng)額定裝機(jī)容量的34%，且日內(nèi)所有時(shí)段出力均在系統(tǒng)額定功率的10%以上。而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)只有光伏發(fā)電裝機(jī)時(shí)，日內(nèi)最大波動(dòng)為裝機(jī)容量的66%，且一天內(nèi)有14個(gè)小時(shí)出力低于10%的額定功率。另一方面，光伏發(fā)電也能補(bǔ)充靜風(fēng)情況下風(fēng)電出力的不足。當(dāng)風(fēng)速連續(xù)幾個(gè)小時(shí)低于風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)在這幾個(gè)小時(shí)輸出功率連續(xù)為零，此時(shí)光伏發(fā)電出力可以有效補(bǔ)充風(fēng)電出力不足，降低輸出功率實(shí)際項(xiàng)目中，風(fēng)光具體配比與項(xiàng)目所在地的風(fēng)光資源情況、氣候情況、用氫端需求等因素都高度相關(guān)，項(xiàng)目往往會(huì)根據(jù)其自身的負(fù)荷需求和對(duì)經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估選擇最適宜的風(fēng)光配比。例如，位于內(nèi)蒙古的綠氫項(xiàng)目風(fēng)電和光伏發(fā)目前規(guī)劃的綠氫產(chǎn)能中有近80%用于工業(yè)領(lǐng)域，包括合成氨、合成甲醇等化工行業(yè)和鋼鐵行業(yè)。工業(yè)領(lǐng)域通常擁有連續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，需要穩(wěn)定的氫氣供應(yīng)作為原料或燃料，以避免供應(yīng)中斷對(duì)生產(chǎn)的影響并且降低設(shè)備啟停帶來(lái)此外，電解槽自身運(yùn)行也存在功率范圍要求，難以完全跟隨新能源的出力曲線進(jìn)行波動(dòng)。當(dāng)電解槽處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，電解槽運(yùn)行效率下降，并且存在安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)供電功率進(jìn)一步低于電解槽的運(yùn)行范圍下限時(shí)，電解槽綠氫項(xiàng)目可通過(guò)場(chǎng)外和場(chǎng)內(nèi)兩方面進(jìn)行波動(dòng)調(diào)節(jié)。場(chǎng)外調(diào)節(jié)指使用網(wǎng)電是依托公共電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)指在根據(jù)是否與公共電網(wǎng)連接可將綠氫項(xiàng)目分為并網(wǎng)型項(xiàng)目和離網(wǎng)型項(xiàng)目。并網(wǎng)型項(xiàng)目可在新能源出力電量富余時(shí)將電量上網(wǎng)，并且在新能源出力不足時(shí)從公共電網(wǎng)下網(wǎng)電量補(bǔ)充電力供應(yīng)（見(jiàn)圖表4）?？紤]到綠氫項(xiàng)目在電力上下網(wǎng)過(guò)程中電力系統(tǒng)的影響，部分地區(qū)，以內(nèi)蒙古為例，對(duì)綠氫項(xiàng)目的上網(wǎng)電量比例和下網(wǎng)電量比例進(jìn)行了限制，避免綠氫項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成太多影響。離網(wǎng)型項(xiàng)目無(wú)法依托公共電網(wǎng)這一場(chǎng)外調(diào)節(jié)資源，僅能通過(guò)場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)資源配置進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低了項(xiàng)目對(duì)電網(wǎng)的影響，但是增加了氫氣供應(yīng)的波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，適用于電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱的地區(qū)。目在場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)資源的配置上，電化學(xué)儲(chǔ)能和儲(chǔ)氫設(shè)施在綠氫項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。在制氫端，電源側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用隨著儲(chǔ)能成本的降低和各地新能源強(qiáng)制配儲(chǔ)政策的出臺(tái)不斷增加，相關(guān)配儲(chǔ)要求和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展到了綠氫項(xiàng)目中的新能源，導(dǎo)致更多的綠氫項(xiàng)目選擇配置電化學(xué)儲(chǔ)能。在用氫端，與產(chǎn)量可調(diào)可控的灰氫不同，綠氫生產(chǎn)負(fù)荷不可氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/12場(chǎng)外靈活性場(chǎng)外靈活性綠氫消費(fèi)場(chǎng)內(nèi)裝機(jī)配置綠氫消費(fèi)場(chǎng)內(nèi)裝機(jī)配置發(fā)電制氫發(fā)電制氫場(chǎng)內(nèi)靈活性場(chǎng)內(nèi)靈活性三種調(diào)節(jié)方式在對(duì)綠氫項(xiàng)目本身和對(duì)電力系統(tǒng)的影響方面各有優(yōu)劣需要綜合考慮不同調(diào)節(jié)方式的初始投資成本和運(yùn)行成本。使用網(wǎng)電不需要額外的初始投資，但項(xiàng)目使用網(wǎng)電的電價(jià)通常高于綠氫項(xiàng)目本身新能源的度電成本，并且在峰谷電價(jià)機(jī)制下，項(xiàng)目往往在峰端用電需求更高，進(jìn)一步推高用電成本。場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)的兩種方式需要在制氫和用氫設(shè)備之外額外配置設(shè)備，提高了初始投資成本，但降低了網(wǎng)從調(diào)節(jié)效果的角度，場(chǎng)外調(diào)節(jié)能最大程度降低氫氣供應(yīng)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。目前我國(guó)公共電網(wǎng)連接的資源量和負(fù)荷量都遠(yuǎn)大于綠氫項(xiàng)目，因此能滿足綠氫項(xiàng)目需要的上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量。場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)資源受土地資源限制、技術(shù)特性和經(jīng)濟(jì)性考慮，往往配置的資源量有限。若要在不依靠場(chǎng)外資源、僅依靠場(chǎng)內(nèi)資源的情況下滿足連續(xù)、穩(wěn)定的用氫需從對(duì)電力系統(tǒng)影響的角度，場(chǎng)外調(diào)節(jié)較場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)對(duì)電力系統(tǒng)造成了更大的運(yùn)行壓力。使用網(wǎng)電的電量越大且電量波動(dòng)越大，綠氫項(xiàng)目對(duì)電力系統(tǒng)的影響越大，電網(wǎng)自身的平衡調(diào)節(jié)需求也越高。以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的電儲(chǔ)能設(shè)施和以低壓儲(chǔ)氫罐為代表的儲(chǔ)氫設(shè)施都能部分替代項(xiàng)目對(duì)網(wǎng)電的需求，從而減少網(wǎng)電使用量，并且減輕電網(wǎng)運(yùn)行壓力。其中，電化學(xué)儲(chǔ)能直接參與新能源出力的調(diào)節(jié)，通過(guò)充放電平滑出力需求；低壓儲(chǔ)氫罐則通過(guò)調(diào)節(jié)終端用氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/13使用網(wǎng)電低壓儲(chǔ)氫罐++++隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深化，氫電耦合對(duì)于電力和氫能這兩個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展愈發(fā)重要。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，電解制氫作為可調(diào)節(jié)負(fù)荷，能夠結(jié)合新能源的出力情況進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)，緩解新能源出力波動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響，并增加新能源消納。對(duì)于氫能系統(tǒng)而言，綠氫的生產(chǎn)可以通過(guò)場(chǎng)外和場(chǎng)內(nèi)資源進(jìn)行波動(dòng)調(diào)節(jié)，滿足用氫端的負(fù)荷制氫技術(shù)上，現(xiàn)有電解槽技術(shù)應(yīng)對(duì)波動(dòng)性電源的適應(yīng)能力有待提升。堿性電解槽在低負(fù)荷工況下運(yùn)行仍存在安全隱患，并且長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷工況下可能損害設(shè)備壽命。質(zhì)子交換膜電解槽的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍更廣且響應(yīng)速度項(xiàng)目運(yùn)行上，綠氫項(xiàng)目上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量尚沒(méi)有國(guó)家層面的政策或規(guī)范加以統(tǒng)一管理。并網(wǎng)型綠氫項(xiàng)目通過(guò)使用網(wǎng)電穩(wěn)定氫氣供應(yīng)，但增加了電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力。目前僅有內(nèi)蒙古對(duì)綠氫項(xiàng)目上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量提出了具體限制，但從國(guó)家層面缺少相應(yīng)的規(guī)范原則，并且在除內(nèi)蒙古以外的省份缺乏基于省級(jí)電網(wǎng)情況的綠氫項(xiàng)目制氫成本上，項(xiàng)目成本與資源配置和電網(wǎng)交互情況有關(guān)，但這兩部分受政策影響面臨關(guān)的設(shè)備成本和與電網(wǎng)的用電成本是綠氫生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵的成本來(lái)源，但這兩方面都與相關(guān)政策設(shè)計(jì)為綠氫項(xiàng)目提供的邊際條件高度相關(guān)。關(guān)于新能源裝機(jī)、場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)資源、電量上設(shè)備投資，還會(huì)影響項(xiàng)目的用電成本，最終對(duì)制氫成本造成影響。然而目前針對(duì)綠氫項(xiàng)目的政策規(guī)定面臨不確標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定上，未來(lái)對(duì)于綠氫更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和更高的需求可能會(huì)對(duì)氫電耦合系統(tǒng)提出更上對(duì)綠氫尚無(wú)統(tǒng)一定義，但是隨著對(duì)產(chǎn)品碳足跡的要求加強(qiáng)，使用網(wǎng)電生產(chǎn)的綠氫可能難以滿足產(chǎn)品低碳需氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/14氫能產(chǎn)業(yè)是助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，內(nèi)蒙古自治區(qū)作為全國(guó)風(fēng)能和太陽(yáng)能資源最為豐富的地區(qū)之一，正通過(guò)推廣風(fēng)光一體化制氫項(xiàng)目，走在全國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿。獨(dú)特且優(yōu)越的自然條件以及地方政策的大內(nèi)蒙古地處我國(guó)北方，擁有遼闊的草原和沙漠，風(fēng)能和太陽(yáng)能資源豐富。其中，內(nèi)蒙古擁有全國(guó)57%的風(fēng)能資源，風(fēng)能可開(kāi)發(fā)量居全國(guó)首位，技術(shù)可開(kāi)發(fā)量達(dá)到14.6億千瓦11。2內(nèi)蒙古的風(fēng)力發(fā)電量達(dá)到了1,271億千瓦時(shí)，在全國(guó)各省份中排名第一12。內(nèi)蒙古的風(fēng)能資源主要分布在西部地區(qū)的典型草原、荒漠草原及荒漠區(qū)域，并且具有年平均風(fēng)速高且穩(wěn)定的特點(diǎn)。2022年全區(qū)的風(fēng)電實(shí)際利用小時(shí)數(shù)在2,500小時(shí)以上，在錫林郭勒盟以西的內(nèi)蒙西部地區(qū)風(fēng)資源條件相對(duì)東部更好，利用小時(shí)數(shù)可以達(dá)到更高。具體而言，烏蘭察布市、呼和浩特市、包頭市、巴彥淖爾市、鄂爾多斯市、阿拉善盟等六個(gè)區(qū)域的風(fēng)電實(shí)際利用小時(shí)數(shù)同時(shí)，內(nèi)蒙古也是全國(guó)太陽(yáng)能輻射最強(qiáng)的地區(qū)之一，其太陽(yáng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量高達(dá)94億千瓦，占全國(guó)總量的資源的地理分布來(lái)看，內(nèi)蒙古大部分地區(qū)處于II類(lèi)太陽(yáng)能資源區(qū)，太陽(yáng)能資源的豐富度呈現(xiàn)出自東向西逐漸增強(qiáng)的分布。這種資源分布的特性直接影響了區(qū)內(nèi)各城市和區(qū)域的光伏電站裝機(jī)水平。截至2023年底，以錫林郭勒盟為界以西的蒙西地區(qū)的光伏裝機(jī)容量超過(guò)1,700萬(wàn)千瓦，以東的蒙東地區(qū)光伏裝機(jī)容量約為400萬(wàn)千瓦。在蒙西地區(qū)，鄂爾多斯市以其得天獨(dú)厚的資源條件成為全區(qū)光伏發(fā)電的領(lǐng)軍者，其光伏電站裝機(jī)容量位居全區(qū)首位，達(dá)到發(fā)布，正式確立氫能作為國(guó)家能源戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，鼓勵(lì)地方政府在氫能生產(chǎn)、應(yīng)用等方面積極探索和布局。在全國(guó)政策發(fā)布后，內(nèi)蒙古自治區(qū)成為首批在其“十四五”規(guī)劃及2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)中納入氫能相關(guān)內(nèi)容的省級(jí)行政單位之一。與此同時(shí)，內(nèi)蒙古進(jìn)一步出臺(tái)了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項(xiàng)政策，于2022年2月發(fā)布《內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府辦公廳關(guān)于促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》17，明確了關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的發(fā)展目標(biāo)，成為規(guī)劃可再生能源制為落實(shí)意見(jiàn)要求，內(nèi)蒙古于2022年12月為風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)行出臺(tái)了《內(nèi)蒙古自治區(qū)風(fēng)光制氫一體化示范項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則（2022年版）》18，并在此基礎(chǔ)上于2023年11月修訂發(fā)細(xì)則根據(jù)項(xiàng)目與公共電網(wǎng)的關(guān)系將風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型，并明確了不同類(lèi)型項(xiàng)目的不同配置要求。并網(wǎng)型項(xiàng)目的新能源規(guī)模不得超過(guò)制氫所需電量的1.2倍，而離網(wǎng)型項(xiàng)目則按需配置，要求項(xiàng)目的新能源綜氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/15對(duì)于并網(wǎng)型項(xiàng)目，2022年版的實(shí)施細(xì)則只允許電量上網(wǎng)，項(xiàng)目年上網(wǎng)電量不得超過(guò)年總發(fā)電量的20%，以防止過(guò)度超配新能源裝機(jī)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，并且原則上不允許項(xiàng)目向電網(wǎng)購(gòu)電。2023年修訂版的實(shí)施細(xì)則在維持了對(duì)于項(xiàng)目年上網(wǎng)電量的限制的同時(shí)，放寬了對(duì)于項(xiàng)目從電網(wǎng)購(gòu)電的限制，但要求下網(wǎng)電量不得超過(guò)年總用電量的10%，實(shí)施細(xì)則同時(shí)要求風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目必須配備一定的儲(chǔ)能能力，以調(diào)節(jié)新能源裝機(jī)發(fā)電時(shí)出力不均帶來(lái)的電力波動(dòng)。對(duì)于電儲(chǔ)能，細(xì)則規(guī)定其調(diào)峰能力不得低于新能源裝機(jī)規(guī)模的15%，且儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)不得少于4小時(shí)。若項(xiàng)內(nèi)蒙古出色的自然資源條件和有力的政策支持使之成為新能源制氫一體化項(xiàng)目研究的理想樣本之一。以內(nèi)蒙古為樣本開(kāi)展項(xiàng)目研究，既在氫電耦合方面具有較強(qiáng)的代表性，同時(shí)也能切實(shí)為綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供定量化的決策參基于政策的要求，我們相對(duì)應(yīng)地在研究中設(shè)計(jì)了一體化項(xiàng)目的決策邊界，即項(xiàng)目需要在滿足需求側(cè)綠氫消費(fèi)的同時(shí)，符合實(shí)施細(xì)則中對(duì)項(xiàng)目規(guī)模配比、公共電網(wǎng)交互水平和儲(chǔ)能能力配置的要求。具體而言，我們參考實(shí)施細(xì)則的具體要求，在滿足下游用氫需求的前提下，以電網(wǎng)交互功率和電量限制為邊界條件，尋求成本最優(yōu)的項(xiàng)目配置在需求側(cè)，我們的假設(shè)根據(jù)對(duì)項(xiàng)目綠氫供應(yīng)能力要求最高的連續(xù)型工業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，綠氫的供應(yīng)需要連續(xù)且穩(wěn)定，典型的需求曲線呈現(xiàn)為一條平穩(wěn)的直線。在本研究連續(xù)型工業(yè)的具體應(yīng)用中，我們以為氫冶金行業(yè)為代表，假設(shè)鋼鐵產(chǎn)能為每年100萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)的用氫量需求約為6萬(wàn)噸每年。相應(yīng)的氫能需求會(huì)被轉(zhuǎn)換成電能需求，由發(fā)電機(jī)組在供給側(cè)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)分為制氫和發(fā)電兩大部分。氫氣的制取我們參考了目前國(guó)內(nèi)主流的風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目在制氫設(shè)備上的選擇，在研究的項(xiàng)目中假設(shè)氫氣由堿性電解槽制取。在發(fā)電方面，項(xiàng)目的電能主要由太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電組合提供。具體的太陽(yáng)能資源和風(fēng)能資源，我們參考了鄂爾多斯的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，光伏的年利用小時(shí)項(xiàng)目的靈活性體現(xiàn)在場(chǎng)外和場(chǎng)內(nèi)兩個(gè)方面。場(chǎng)外靈活性主要是由公共電網(wǎng)支持，能夠在項(xiàng)目新能源發(fā)電能力不足的情況下，輔助項(xiàng)目滿足制氫的電能需求，與公共電網(wǎng)交互的電量需滿足實(shí)施細(xì)則中的邊界要求。需要注意的是，與公共電網(wǎng)的交互會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)額外的成本或收益：增加的成本主要由下網(wǎng)電量以及下網(wǎng)電價(jià)確定，帶來(lái)的收益主要由上網(wǎng)電量和上網(wǎng)電價(jià)確定。場(chǎng)內(nèi)靈活性則通過(guò)儲(chǔ)電和儲(chǔ)氫兩個(gè)維度來(lái)實(shí)現(xiàn)，依據(jù)項(xiàng)目實(shí)時(shí)供電或供氫能力的波動(dòng)，平衡和穩(wěn)定對(duì)下游需求的供給能力，從而確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行。本研究中我們分別選取電化學(xué)儲(chǔ)能氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/16場(chǎng)外靈活性綠氫消費(fèi)場(chǎng)內(nèi)裝機(jī)配置綠氫消費(fèi)場(chǎng)內(nèi)裝機(jī)配置制氫發(fā)電制氫發(fā)電tt場(chǎng)內(nèi)靈活性場(chǎng)內(nèi)靈活性電能流動(dòng).氫能流動(dòng)根據(jù)上述的研究邊界和項(xiàng)目設(shè)計(jì)，我們使用了HOMERii能源建模軟件作為我們的計(jì)算平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目的供給側(cè)和靈活性配置進(jìn)行了測(cè)算和優(yōu)化。圖表6中展示了我們?cè)谟?jì)算平臺(tái)中的項(xiàng)目系統(tǒng)構(gòu)建，以及能量和物質(zhì)的流動(dòng)情況：電能主要來(lái)自新能源發(fā)電機(jī)組，流向電解槽制備氫氣，同時(shí)電網(wǎng)和電化學(xué)儲(chǔ)能根據(jù)實(shí)時(shí)電能波動(dòng)和成本效益進(jìn)行平衡；氫則主要從電解槽直接輸送到下游的連續(xù)性工業(yè)，各個(gè)組件的配置以及系統(tǒng)的運(yùn)行策略。運(yùn)行策略定義了組件如何協(xié)同工作以滿足下游連續(xù)性工業(yè)的用氫需求，既包括日內(nèi)新能源出力的波動(dòng)，也包括涵蓋四季的季節(jié)性資源條件的變化。組件的選擇和配置大小的優(yōu)化是為了最），在我們的模型中，NPC由系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)的所有成本和收入構(gòu)成。成本主要包括各組件的投資成本、替換成我們?cè)谘芯恐胁捎昧诵r(shí)級(jí)的模擬精度，考慮了全年8,760小時(shí)的天氣（風(fēng)光出力）、用氫需求、上下網(wǎng)電力價(jià)格等因素，優(yōu)化計(jì)算項(xiàng)目整體配置情況和小時(shí)級(jí)項(xiàng)目運(yùn)行情況。我們還結(jié)合敏感性分析和優(yōu)化算法，根據(jù)模擬場(chǎng)景的不同輸入來(lái)推導(dǎo)項(xiàng)目組成并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，找出了在現(xiàn)行政策要求下滿足需求側(cè)且成本最優(yōu)的供給側(cè)和靈活iiHOMER是一款用于微電網(wǎng)和可再生能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的專業(yè)建模工具，通過(guò)電力系統(tǒng)仿真模擬和經(jīng)濟(jì)分析幫助評(píng)估能源項(xiàng)目的可行性和成本效益。它廣泛應(yīng)用于能源規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域。氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/17在規(guī)劃和設(shè)計(jì)新能源制氫一體化項(xiàng)目時(shí)，協(xié)調(diào)好當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)光資源屬性與制氫電解槽的生產(chǎn)曲線是項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)效率提升和成本優(yōu)化的基礎(chǔ)。項(xiàng)目的整體規(guī)劃既涉及新能源發(fā)電能力與電解槽制氫能力的合理匹配，還需考慮風(fēng)電和光伏發(fā)電在日內(nèi)出力特性上的差異，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。合理的整體設(shè)計(jì)不僅可以最大程度地提升新能源的利用率，還能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的制氫成本，兩者相輔相成。本章將重點(diǎn)研究如何優(yōu)化發(fā)電與制氫能力的配置，并探討風(fēng)電與本報(bào)告參考內(nèi)蒙古的政策框架設(shè)置基準(zhǔn)情景，主要設(shè)置包括全年最大允許上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量，分別為年總發(fā)電量的20%和年總用電量的10%，上網(wǎng)電量的電價(jià)參考內(nèi)蒙古燃煤基準(zhǔn)電價(jià)，下網(wǎng)電量則采用分時(shí)電價(jià)機(jī)制中的兩部制工商業(yè)電價(jià)。在場(chǎng)內(nèi)靈活性配置中，假設(shè)可配置的儲(chǔ)能設(shè)施為4小時(shí)的鋰離子電化學(xué)儲(chǔ)能，儲(chǔ)氫設(shè)施為目前國(guó)限制，下網(wǎng)電量遠(yuǎn)低于10%的政策限制。場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)資源配置方面，基準(zhǔn)情景沒(méi)有選擇配置電化學(xué)儲(chǔ)能，而是配置場(chǎng)外靈活性≈22h電解槽產(chǎn)能場(chǎng)內(nèi)裝機(jī)配置≈22h電解槽產(chǎn)能場(chǎng)內(nèi)裝機(jī)配置綠氫消費(fèi)發(fā)電制氫裝機(jī)容量:場(chǎng)內(nèi)靈活性綠氫消費(fèi)發(fā)電制氫裝機(jī)容量:場(chǎng)內(nèi)靈活性氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/18在基準(zhǔn)情景中，新能源裝機(jī)與電解槽裝機(jī)的配比約為3:1，這種設(shè)計(jì)旨在應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電波動(dòng)較大的情況，確保電解槽能夠高效、穩(wěn)定地運(yùn)行，使其全年利用小時(shí)數(shù)保持在較高水平。在現(xiàn)行的一體化項(xiàng)目中，新能源裝機(jī)和電解槽裝機(jī)的比例通常在2:1至4:1之間，這些項(xiàng)目的電解槽利用小時(shí)數(shù)普遍較高（見(jiàn)圖表8）。新能源裝機(jī)與電解槽裝機(jī)的配比在這一范圍內(nèi)能夠有效保持電解槽的高利用率，從而更好地控制制氫成本。如果電解槽配置比例過(guò)高，考慮到風(fēng)電和光電發(fā)電出力的波動(dòng)性，且場(chǎng)內(nèi)外靈活性有限，可能導(dǎo)致電解槽的實(shí)際利用率下降，進(jìn)而推高項(xiàng)目來(lái)源：內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局21,22，內(nèi)蒙古自治區(qū)投資項(xiàng)目在線審批風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目的制氫成本主要集中在初期設(shè)備投入上，將售電收益納入考量后，項(xiàng)目的制氫成本在當(dāng)前市然存在一些差距。5012.912.9氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/19基準(zhǔn)情景下風(fēng)電與光伏發(fā)電的1:1裝機(jī)配比，有效改善了整體新能源出力波動(dòng)，確保全年保持最優(yōu)的輸出水平，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的制氫成本和最高的新能源利用率。結(jié)合內(nèi)蒙古鄂爾多斯的自然資源情況，風(fēng)力資源相較于太陽(yáng)能資源更具優(yōu)勢(shì)，這也導(dǎo)致了風(fēng)電更低的度電成本。根據(jù)項(xiàng)目所在地的資源曲線測(cè)算，風(fēng)電的平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）為0.134元/千瓦時(shí)，而光伏發(fā)電為0.180元/千瓦時(shí)，風(fēng)電的LCOE比光伏發(fā)電低約40%。目前項(xiàng)目的制氫成本中占比最大的是發(fā)電成本。雖然從降低發(fā)電成本的角度來(lái)看，更高比例的風(fēng)電似乎能夠進(jìn)一步降低制氫成本，但項(xiàng)目運(yùn)行需要綜合考慮多種因素。除了發(fā)電成本，還需考慮政策限制、穩(wěn)定供應(yīng)下游需求以及最優(yōu)地利用場(chǎng)內(nèi)外靈活性。經(jīng)過(guò)全局優(yōu)化，基準(zhǔn)情景中風(fēng)電與光伏的1:1配比不僅能夠最大化新能源利用率，還能在保證氫氣50我們基于基準(zhǔn)情景的制氫能力和場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)外靈活性配置，通過(guò)調(diào)整風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)來(lái)觀察不同風(fēng)光配比下項(xiàng)目制氫成本和新能源利用率的變化。經(jīng)過(guò)我們的測(cè)算，如圖表10所示，當(dāng)風(fēng)光裝機(jī)的配比接近1:1時(shí)，制氫成本和棄電率的表現(xiàn)最優(yōu)；而風(fēng)電和光伏裝機(jī)配比差距太大對(duì)輸出穩(wěn)定的負(fù)荷沒(méi)有好處。在不同的配比下，光伏少而風(fēng)電多對(duì)項(xiàng)目的影響較小，雖然制氫成本有所增加，但幅度有限。這主要是由于風(fēng)電出力相對(duì)于光伏出力在全天的分布更加均勻，出力曲線更加穩(wěn)定且在項(xiàng)目模擬所在地資源條件更佳。當(dāng)風(fēng)電少光伏多時(shí)，系統(tǒng)為了滿足需求會(huì)超配大量光伏。然而這部分超配帶來(lái)的收益十分有限，反而導(dǎo)致棄電率和制氫成本顯著上升。這是因?yàn)楣夥隽r(shí)間相對(duì)固定，且風(fēng)電裝機(jī)有限，系統(tǒng)只能在有限的時(shí)間段內(nèi)利用大量的光伏補(bǔ)充場(chǎng)內(nèi)靈活性資源（儲(chǔ)氫罐）以應(yīng)付日落后新能源出力不足、供氫能力大幅減弱的問(wèn)題。大幅增加光伏裝機(jī)不僅顯著提高了系統(tǒng)的初始投資成本，氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/2000% 允許配置儲(chǔ)能后，光伏主導(dǎo)情景選擇配置了新能源裝機(jī)量27%的儲(chǔ)能容量。系統(tǒng)發(fā)電側(cè)的總裝機(jī)由原來(lái)的3,380MW減少至2,263MW，降幅為33%。同時(shí)由于有更多的場(chǎng)內(nèi)靈活性資源，系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)外靈活性的依賴大幅減少，新能源的利用率也大幅提升（見(jiàn)圖表11）。同時(shí)，由于場(chǎng)內(nèi)靈活性資源的增加，系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)外靈活性的依賴顯著降低，新能源利用率大幅提升。具體而言，系統(tǒng)的下網(wǎng)比例從接近政策限值的9.4%下降至2.5%，棄電率則由原這些結(jié)果表明，在風(fēng)光裝機(jī)配比不理想的情形下，儲(chǔ)能的引入能夠顯著優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率并降低成本。然而需要注意的是，儲(chǔ)能配置依然屬于局部?jī)?yōu)化手段。從全局優(yōu)化角度來(lái)看，最優(yōu)的方案仍是在不配置電化學(xué)儲(chǔ)能的基氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/21發(fā)電裝機(jī)中合理的風(fēng)光比例（約1:1）可以有效平緩新能源出力的波動(dòng)，耦合風(fēng)光出力特性，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)合理配置儲(chǔ)氫設(shè)施是項(xiàng)目首選的場(chǎng)內(nèi)靈活性來(lái)源，通過(guò)配置合理的儲(chǔ)氫罐調(diào)節(jié)供需波動(dòng)，降低系統(tǒng)對(duì)外部電網(wǎng)氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/22的政策要求對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和制氫成本并網(wǎng)型綠氫項(xiàng)目能夠利用公共電網(wǎng)這一場(chǎng)外資源，對(duì)新能源出力的波動(dòng)性進(jìn)行調(diào)節(jié)，成為氫電耦合在微觀層面場(chǎng)內(nèi)系統(tǒng)與場(chǎng)外系統(tǒng)最直接的交互環(huán)節(jié)。對(duì)綠氫項(xiàng)目本身這一場(chǎng)內(nèi)系統(tǒng)，項(xiàng)目上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量的電量限制和價(jià)格直接影響項(xiàng)目收益和最優(yōu)配置情況；對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)這一場(chǎng)外系統(tǒng)，綠氫項(xiàng)目同時(shí)具有電源和負(fù)荷兩種屬性，可在不同時(shí)段分別進(jìn)行電量上網(wǎng)和下網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)形成擾動(dòng)。本章將重點(diǎn)探討綠氫項(xiàng)目電量上網(wǎng)和下網(wǎng)的要求對(duì)在基準(zhǔn)情景下，模擬結(jié)果顯示綠氫項(xiàng)目?jī)A向于向電網(wǎng)賣(mài)電，上網(wǎng)電量接近20%的上網(wǎng)電量限制，而下網(wǎng)電量?jī)H約日內(nèi)特征：日內(nèi)平均有12.8小時(shí)存在電量上網(wǎng)，1.7小時(shí)存在電量下網(wǎng)，電量上網(wǎng)時(shí)段多于下網(wǎng)時(shí)段；上網(wǎng)時(shí)季節(jié)特征：大風(fēng)季（3–5月）的上網(wǎng)電量更多且上網(wǎng)時(shí)段更長(zhǎng)，下網(wǎng)電量主要出現(xiàn)在小風(fēng)季（7–9月大風(fēng)季的上網(wǎng)時(shí)段可以覆蓋全天，出力較多的上網(wǎng)時(shí)段擴(kuò)展到4時(shí)至18時(shí)，幾乎不存在下網(wǎng)時(shí)段，且日內(nèi)上網(wǎng)功率波024680246800246802468 0氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/23基準(zhǔn)情景下新能源上網(wǎng)電價(jià)為當(dāng)?shù)厝济夯鶞?zhǔn)價(jià)格，高于當(dāng)?shù)仫L(fēng)電和光伏發(fā)電的度電套的新能源項(xiàng)目向電網(wǎng)賣(mài)電收益是制氫成本降低的重要來(lái)源之一。在不改變上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量比例限制的情況下，降低新能源上網(wǎng)電價(jià)將減少綠氫項(xiàng)目對(duì)新能源裝機(jī)量的配置意愿，雖然降低了項(xiàng)目初始投資成本，但同時(shí)帶上網(wǎng)電價(jià)超過(guò)新能源度電成本時(shí)更能激勵(lì)新能源投資和新能源電量上網(wǎng)。上網(wǎng)電價(jià)在新能源度電成本附近變化時(shí)新能源總裝機(jī)量：上網(wǎng)電價(jià)同時(shí)低于風(fēng)電和光伏發(fā)電度電成本時(shí)，上網(wǎng)電價(jià)的降低對(duì)新能源總裝機(jī)量影響不能源總裝機(jī)量降幅為2%。氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/24本研究比較了在燃煤基準(zhǔn)價(jià)為上網(wǎng)電價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)上網(wǎng)電價(jià)采用分時(shí)電價(jià)政策的影響。與用戶的分時(shí)電價(jià)下的瓦時(shí)，深谷時(shí)段為0.106元/千瓦時(shí)，低于其度電成本，因此在分時(shí)電價(jià)機(jī)制下光伏發(fā)電上網(wǎng)的積極性降低。另一方面，分時(shí)電價(jià)政策未影響新能源項(xiàng)目全年平均上網(wǎng)電價(jià)，但提高了風(fēng)電發(fā)電部分的平均電價(jià)。風(fēng)電平均上網(wǎng)電價(jià)在大風(fēng)季和小風(fēng)季分別為0.295元/千瓦時(shí)和0.290元/千瓦時(shí)，較燃煤基準(zhǔn)價(jià)提高了4.2%和2.5%。因此，與基準(zhǔn)情景相比，分時(shí)電價(jià)政策并未對(duì)新能源裝機(jī)總量和制氫成本產(chǎn)生較大影響，但顯著將風(fēng)光比提高到了1.4以上，其050隨著未來(lái)新能源參與市場(chǎng)化程度越來(lái)越高，綠氫項(xiàng)目中新能源上網(wǎng)電量部分也可能參與到電力市場(chǎng)中，此時(shí)綠氫氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/25綠氫項(xiàng)目通過(guò)新能源發(fā)電量上網(wǎng)可以將超過(guò)電解槽用電負(fù)荷的發(fā)電量輸送至公共電網(wǎng)，補(bǔ)充公共電網(wǎng)的電力供應(yīng)，同時(shí)減少新能源發(fā)電的棄電量。這一方式也可作為綠氫項(xiàng)目的靈活調(diào)節(jié)方式之一，在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化，本研究在20%的內(nèi)蒙古上網(wǎng)電量比例政策要求下，模擬了上網(wǎng)電量比例限制更嚴(yán)格的情況下綠氫項(xiàng)目的資源配置。模擬結(jié)果表明，在不同上網(wǎng)電量比例的限制下，綠氫項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)果都達(dá)到了最大上網(wǎng)比例限制，且比例限制的增強(qiáng)會(huì)降低配套新能源建設(shè)的積極性，新能源總裝機(jī)量減少。其中上網(wǎng)電量比例限制在5%–10%的范圍內(nèi)調(diào)整時(shí)對(duì)新能源總裝機(jī)量的影響最大，在上網(wǎng)電量比例限制從10%降到5%時(shí)，新能源總裝機(jī)量減少7%；而在其余范上網(wǎng)電量限制的增強(qiáng)直接削減了綠氫項(xiàng)目利用公共電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)的能力，加重了新能源棄電情況。上網(wǎng)電量比例的限制使得新能源發(fā)電的富余電量難以通過(guò)公共電網(wǎng)進(jìn)行完全消納，且上網(wǎng)電量限制越嚴(yán)格，棄電率越高。當(dāng)上網(wǎng)電量比例限制低于15%時(shí)，棄電率高于10%；當(dāng)完全禁止電量上網(wǎng)時(shí)，棄電率高達(dá)19%（見(jiàn)圖表15）。由于模型中并未對(duì)棄電率進(jìn)行限制或考核，因此綠氫項(xiàng)目也沒(méi)有激勵(lì)通過(guò)公共電網(wǎng)之外的場(chǎng)內(nèi)調(diào)節(jié)資源增加新能源減少上網(wǎng)電量比例還導(dǎo)致了項(xiàng)目向電網(wǎng)購(gòu)電的下網(wǎng)電量比例增加。上網(wǎng)電量比例限制加強(qiáng)導(dǎo)致的新能源裝機(jī)減少將增加部分時(shí)段的電力缺口，從而加大項(xiàng)目對(duì)公共電網(wǎng)購(gòu)電的需求，下網(wǎng)電量比例提高。但從模擬結(jié)果來(lái)看，除0%50氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/26上網(wǎng)電量比例的限制加強(qiáng)使得考慮賣(mài)電收益的制氫成本呈線性增長(zhǎng)，且主要由售電收入減少導(dǎo)致。上網(wǎng)電量比例限制每減少5個(gè)百分點(diǎn)，考慮賣(mài)電收益的制氫成本約增加6%。制氫成本的增加主要由三部分組成，分別為購(gòu)電成本的增加、售電收入的減少和投資成本的增加。制氫成本的變化主要由售電收入的變化導(dǎo)致（見(jiàn)圖表16）。例如，當(dāng)上網(wǎng)電量比例限制從20%降到到15%時(shí)，超過(guò)70%的制氫成本的增加來(lái)源于售電收入減少。購(gòu)電成本部分，電量電費(fèi)的變化較于基本電費(fèi)的變化幅度更大，這主要是由于購(gòu)電量的增加。投資成本部分，上網(wǎng)電量比例降低帶來(lái)的新能源總裝機(jī)量減少量有限，因此對(duì)投資成本的影響有限。這一影響也直接反映到不考慮賣(mài)電收益的86420000/27本研究進(jìn)一步模擬了上網(wǎng)電價(jià)為0.1元/千瓦時(shí)的低上網(wǎng)電價(jià)情景下的上網(wǎng)電量比例限制變化帶來(lái)的影響，此時(shí)0.1元/千瓦時(shí)的上網(wǎng)電價(jià)低于風(fēng)電和光伏發(fā)電的度電成本。不同上網(wǎng)電價(jià)情景下（見(jiàn)圖表17），上網(wǎng)電量比例限不同上網(wǎng)電價(jià)情景下，上網(wǎng)電量比例限制的變化對(duì)不考慮賣(mài)電收益的制氫成本的影響類(lèi)似，但高上網(wǎng)電價(jià)情景允許上網(wǎng)電量比例在15%時(shí)，不同上網(wǎng)電價(jià)下的下網(wǎng)電量比例和棄電率的差異縮小。這說(shuō)明，當(dāng)上05586452500氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/2805%本研究進(jìn)一步討論與公共電網(wǎng)的連接方式，包括四個(gè)情景，分別為基準(zhǔn)情景（允許上網(wǎng)和下網(wǎng)）、只上網(wǎng)情景、只下網(wǎng)情景、完全離網(wǎng)情景，并且從新能源裝機(jī)和利用、場(chǎng)內(nèi)靈活性資源配置、制氫成本這三個(gè)維度進(jìn)行比較禁止電量下網(wǎng)造成綠氫項(xiàng)目冗余并且推高制氫成本。在嚴(yán)禁電量下網(wǎng)的情況下，不管是否允許電量上網(wǎng)，都會(huì)導(dǎo)致較高的新能源裝機(jī)總量。在只上網(wǎng)情景和完全離網(wǎng)情景下新能源裝機(jī)總量接近，均較基準(zhǔn)情景裝機(jī)總量高50%以上。由于新能源出力本身的波動(dòng)性難以滿足用氫端穩(wěn)定負(fù)荷的需求，在嚴(yán)禁電量下網(wǎng)的情景中都通過(guò)增加電化學(xué)儲(chǔ)能或者儲(chǔ)氫設(shè)施的配置來(lái)確保終端氫氣供應(yīng)的穩(wěn)定性。在只上網(wǎng)情景和完全離網(wǎng)情景下，配置的低壓儲(chǔ)氫罐的等效儲(chǔ)氫時(shí)長(zhǎng)均為24.5小時(shí)，配置的電化學(xué)儲(chǔ)能與新能源裝機(jī)總量的比例分別為6.4%和9.8%。在這種高冗余配置的情況下，在不考慮賣(mài)電收益的情況下，其制氫成本都較高，分別較基準(zhǔn)情景增加了20%和30%。只上網(wǎng)情景禁止電量上網(wǎng)但允許電量下網(wǎng)將減少初始投資，在不考慮賣(mài)電收益的情況下制氫成本最低。只下網(wǎng)情景下，在沒(méi)有售電收益的激勵(lì)后，新能源裝機(jī)總量最低，儲(chǔ)氫設(shè)施配置量約為其余情景的一半，并且與基準(zhǔn)情景一樣不配置減少綠氫項(xiàng)目與公共電網(wǎng)的連接將提高棄電率。不管是禁止上網(wǎng)還是禁止下網(wǎng)，在除基準(zhǔn)情景外的其他三種情景下，棄電率都超過(guò)20%，其中離網(wǎng)情景的棄電率高達(dá)49%。盡管上述情景都在場(chǎng)內(nèi)配置了電化學(xué)儲(chǔ)能或儲(chǔ)氫設(shè)施，但場(chǎng)內(nèi)的調(diào)節(jié)資源主要服務(wù)于終端穩(wěn)定用氫的需求。這也表明，與公共電網(wǎng)的連接對(duì)于提高綠氫項(xiàng)目中新能需要注意的是，本研究未對(duì)新能源棄電率進(jìn)行考核，若加強(qiáng)對(duì)棄電率的考核將導(dǎo)致對(duì)場(chǎng)外和場(chǎng)內(nèi)靈活性調(diào)節(jié)資源◆◆◆◆508642氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/29與公共電網(wǎng)連接相關(guān)的要求是綠氫項(xiàng)目中政策設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是氫電耦合在系統(tǒng)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。上網(wǎng)電價(jià)和上網(wǎng)電量對(duì)于新能源裝機(jī)量的影響存在一個(gè)敏感性較高的區(qū)間，在該區(qū)間內(nèi)上網(wǎng)電價(jià)和上網(wǎng)電量的政策要求變化對(duì)于項(xiàng)目方在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和配置時(shí)作為邊界條件影響較大。其中，上網(wǎng)電價(jià)的變化敏感區(qū)間在禁止電量下網(wǎng)將大幅提高項(xiàng)目的資源配置和初始投資成本需求，以確保終端用氫的穩(wěn)定，具體表現(xiàn)在不僅提高電量上網(wǎng)的售電收益是降低整體綠氫成本的重要方式，但這部分收益與上網(wǎng)電價(jià)和上網(wǎng)電量比例限制的高度項(xiàng)目運(yùn)行中與電力系統(tǒng)相關(guān)的變量（上網(wǎng)電量比例、下網(wǎng)電量比例、棄電率等）是相互關(guān)聯(lián)的，項(xiàng)目想要降低上網(wǎng)電量比例意味著將提高下網(wǎng)電量的需求，并且增加棄電率。因此在政策設(shè)計(jì)上需要考慮不同變量之間的相氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/30儲(chǔ)氫設(shè)施作為最靠近用氫負(fù)荷的調(diào)節(jié)選擇，能直接、高效地應(yīng)對(duì)綠氫產(chǎn)量的變化，保障終端氫氣供應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定。儲(chǔ)電設(shè)施作為靠近電源端的調(diào)節(jié)選擇，通過(guò)平抑新能源出力的波動(dòng)，調(diào)節(jié)對(duì)電解槽的供電曲線，從而達(dá)到平穩(wěn)綠氫產(chǎn)能曲線的目的。不僅如此，儲(chǔ)電設(shè)施還能確保電解槽的工作負(fù)荷在其要求范圍內(nèi)，增加了對(duì)電解槽設(shè)備在基準(zhǔn)情景下模擬結(jié)果顯示，綠氫項(xiàng)目?jī)A向于選擇配建儲(chǔ)氫罐來(lái)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的靈活性調(diào)節(jié)，而不選擇配建電化學(xué)儲(chǔ)能，并且此時(shí)儲(chǔ)氫罐容量等效為22小時(shí)的最大產(chǎn)能，而儲(chǔ)能裝機(jī)容量為零。綠氫項(xiàng)目?jī)A向于配置儲(chǔ)氫而非電化學(xué)儲(chǔ)能的主要原因在于：從運(yùn)行特性上，儲(chǔ)氫設(shè)施由于目前可進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間尺度的調(diào)節(jié)，而配建的電化學(xué)儲(chǔ)能的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)主要以4小時(shí)調(diào)節(jié)為主，因此儲(chǔ)氫設(shè)施可以更大程度地參加日內(nèi)乃至多日的調(diào)節(jié)。以圖表19為例，對(duì)于5月5日和5月6日這種需要連續(xù)多日調(diào)節(jié)的情況，電化學(xué)儲(chǔ)能自身調(diào)節(jié)能力不足難以參利用儲(chǔ)存的綠氫為下游生產(chǎn)提供穩(wěn)定負(fù)荷。80604020 %806040200氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/31綠氫項(xiàng)目難以單獨(dú)依靠?jī)?chǔ)能實(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)靈活性配置要求，必須依賴儲(chǔ)氫設(shè)施為綠氫供應(yīng)提供容量更大、反應(yīng)更直接的波動(dòng)調(diào)節(jié)能力。在固定儲(chǔ)氫量且固定風(fēng)光裝機(jī)量的情況下，本報(bào)告通過(guò)模擬不同的強(qiáng)制配儲(chǔ)比例來(lái)研究配儲(chǔ)對(duì)綠氫項(xiàng)目的影響。強(qiáng)制配儲(chǔ)比例的增加導(dǎo)致制氫成本上升。由于在無(wú)配儲(chǔ)的情景下，上網(wǎng)電量已經(jīng)達(dá)到政策要求的最大上網(wǎng)電量要求限制，因此即使提高配儲(chǔ)比例，上網(wǎng)電量也并不會(huì)增加，綠氫項(xiàng)目也并不能通過(guò)提高售電電量而降低制氫成本。最終，配儲(chǔ)比例上升導(dǎo)致初始投資成本增加，進(jìn)而無(wú)論是否考慮賣(mài)電收益都推高了制氫成本，即配儲(chǔ)比例每86420降低下網(wǎng)電量需求：更高配置比例的電化學(xué)儲(chǔ)能在同等的儲(chǔ)能小時(shí)數(shù)下?lián)碛懈蟮墓β屎腿萘?，因此能夠在新能源出力不足時(shí)提供更多的電量支撐，從而減少這些時(shí)段的下網(wǎng)電量。強(qiáng)制配儲(chǔ)比例每增加5個(gè)百分點(diǎn)，下網(wǎng)降低下網(wǎng)功率需求（見(jiàn)圖表22在無(wú)配儲(chǔ)情景下，綠氫項(xiàng)目全年約20%的天數(shù)的日內(nèi)最大下網(wǎng)功率達(dá)到了變壓器的最高下網(wǎng)功率；在25%的配儲(chǔ)比例下，這一比例降低至14%。與此同時(shí)，在無(wú)配儲(chǔ)情景下，全年有降低棄電率：棄電率刻畫(huà)了項(xiàng)目對(duì)電量上網(wǎng)的需求。配儲(chǔ)比例越高，項(xiàng)目通過(guò)儲(chǔ)能存儲(chǔ)的富余電量越高，棄電強(qiáng)制配儲(chǔ)減輕了電網(wǎng)運(yùn)行壓力的同時(shí)也為項(xiàng)目本身減少了運(yùn)行費(fèi)用。下網(wǎng)電量比例的減少直接帶來(lái)了與購(gòu)電量相關(guān)的電量電費(fèi)的減少和與月最大下網(wǎng)功率相關(guān)的基本電費(fèi)的減少，節(jié)省了項(xiàng)目的運(yùn)行成本。其中，配儲(chǔ)比例每增加5%，電量電費(fèi)降幅約4%；基本電費(fèi)的下降幅度與配儲(chǔ)比例的增加為非線性關(guān)系，其中在配儲(chǔ)比例為15%–20%氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/32%876543210天無(wú)配儲(chǔ)配儲(chǔ)25%氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/33此外，我們還觀察到，隨著配儲(chǔ)比例的增加，電化學(xué)儲(chǔ)的年利用率為7.3%，而當(dāng)配儲(chǔ)比例提高至25%時(shí)，年利用率降至5.8%。利用國(guó)內(nèi)部分地區(qū)對(duì)綠氫項(xiàng)目中電化學(xué)儲(chǔ)能配置提出了要求，并且以新能源配儲(chǔ)要求為參考。本研究進(jìn)一步在配置儲(chǔ)能容量相同的情況下，對(duì)比了儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)和儲(chǔ)能功率的影響，分別設(shè)置了4小時(shí)、8小時(shí)和12小時(shí)的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)，裝機(jī)模擬結(jié)果顯示，功率更大的4小時(shí)儲(chǔ)能在綠氫項(xiàng)目中調(diào)節(jié)作用發(fā)揮從儲(chǔ)能自身運(yùn)行角度來(lái)看，固定儲(chǔ)能容量的情況下，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越短其利用率越高（見(jiàn)圖表23）。4小時(shí)儲(chǔ)能在運(yùn)行時(shí)不僅調(diào)用次數(shù)更多，而且整體充放電電量更大。12小時(shí)儲(chǔ)能與4小時(shí)儲(chǔ)能相比，充放電次數(shù)降低了從綠氫項(xiàng)目運(yùn)行角度來(lái)看，固定儲(chǔ)能容量的情況下，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越短制氫成本越低且對(duì)公共電網(wǎng)的需求越低（見(jiàn)圖表24）。三組儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)下，項(xiàng)目上網(wǎng)電量都接近20%的最大限制，但4小時(shí)儲(chǔ)能下網(wǎng)電量比例更低，且儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)下網(wǎng)比例不斷提高。三組情景對(duì)比下，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)與此同時(shí)，下網(wǎng)電量的減少節(jié)省了項(xiàng)目的購(gòu)電費(fèi)用從而導(dǎo)致了更低的制氫成本。隨著儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的增加，含賣(mài)電0氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/3450504.6%3.8%4.1%3.6%3.2%4.6%3.8%4.1%3.6%3.2%4.4%4.4%4小時(shí)儲(chǔ)能210綜上，由于綠氫項(xiàng)目已經(jīng)選擇了儲(chǔ)氫設(shè)施作為長(zhǎng)時(shí)間尺度的調(diào)節(jié)來(lái)源，對(duì)于電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)施的需求主要表現(xiàn)為短時(shí)功率變化的支撐，因此，在儲(chǔ)能容量一定的情況下，功率更高的4小時(shí)儲(chǔ)能在系統(tǒng)中得到了更充分的調(diào)用。實(shí)際在場(chǎng)內(nèi)靈活性的討論結(jié)果顯示，綠氫項(xiàng)目從自身經(jīng)濟(jì)性角度和為了滿足負(fù)荷的需求會(huì)自發(fā)配置儲(chǔ)氫設(shè)施。配置電化學(xué)儲(chǔ)能會(huì)增加綠氫項(xiàng)目項(xiàng)目成本，但能降低電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求。因此，在配儲(chǔ)政策上應(yīng)綜合考慮配儲(chǔ)對(duì)綠氫項(xiàng)目本從配儲(chǔ)比例來(lái)看，配儲(chǔ)比例越高時(shí)電化學(xué)儲(chǔ)能利用率越低，且配儲(chǔ)比例超過(guò)20%后，電化學(xué)儲(chǔ)能對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的邊際作用降低，此時(shí)制氫成本仍呈線性增加。為保證電化學(xué)儲(chǔ)能利用的經(jīng)濟(jì)高效，配儲(chǔ)比例的政策要從配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)來(lái)看，儲(chǔ)能主要用于日內(nèi)的波動(dòng)調(diào)節(jié)，在已經(jīng)配備了儲(chǔ)氫設(shè)施的情況下，當(dāng)儲(chǔ)能容量一定時(shí)，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)越短、功率越高時(shí)，儲(chǔ)能利用率越高。綠氫項(xiàng)目往往更需要大功率的儲(chǔ)能設(shè)備參與調(diào)節(jié)。因此，在綠氫項(xiàng)目電化學(xué)儲(chǔ)能配置的相關(guān)政策設(shè)計(jì)上，為對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行和電網(wǎng)運(yùn)行波動(dòng)的影響，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)最低配儲(chǔ)比例進(jìn)行探氫電耦合發(fā)展報(bào)告：基于綠氫項(xiàng)目尺度的發(fā)展策略研究/35推動(dòng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的政策機(jī)制和項(xiàng)上網(wǎng)政策（電量比例限制與電價(jià)水平）直接影響風(fēng)光制氫項(xiàng)目余電上網(wǎng)部分電量的收益，對(duì)成本最優(yōu)場(chǎng)景下風(fēng)光發(fā)電資源的裝機(jī)量、超配比例和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。允許上網(wǎng)的余電電量比例越高，最優(yōu)場(chǎng)景下的風(fēng)光裝機(jī)水平越高，風(fēng)光超配情況越明顯，項(xiàng)目總規(guī)模越大，當(dāng)上網(wǎng)電量限制從10%量增加3%，將上網(wǎng)收益納入核算的平準(zhǔn)化氫成本下降11%，但不考慮上網(wǎng)收益的平準(zhǔn)化氫成本上升2%。上網(wǎng)電價(jià)水平對(duì)成本經(jīng)濟(jì)性也有明顯影響，電價(jià)水平越高，將上網(wǎng)收益納入核算的平準(zhǔn)化氫成本越低。電價(jià)水平在下網(wǎng)政策將決定場(chǎng)內(nèi)儲(chǔ)能配置情況，下網(wǎng)電量比例限制調(diào)整至5%或更低時(shí)，繼續(xù)嚴(yán)格限制下網(wǎng)電量將顯著推高項(xiàng)目成本。模擬結(jié)果顯示，在當(dāng)前各項(xiàng)政策約束下確定的最優(yōu)場(chǎng)景中，下網(wǎng)電量水平通常限額，一般在4%-8%左右，下網(wǎng)限額這一政策變量對(duì)項(xiàng)目配置的影響不明顯。但當(dāng)限額調(diào)整至5%以下時(shí)，下網(wǎng)電量限制將開(kāi)始影響場(chǎng)外靈活性供給，靈活性需求向場(chǎng)內(nèi)靈活性擠壓，項(xiàng)目方或需通過(guò)提高場(chǎng)內(nèi)靈活性資源電化學(xué)儲(chǔ)能配置政策直接影響系統(tǒng)成本，現(xiàn)階段，業(yè)主方出于成本考慮一般缺