隨著全球能源系統(tǒng)的電氣化，系統(tǒng)運營商面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)將是實時跟上電力需求，以避免停電。但隨著太陽能和風能的份額增加，匹配變得更具挑戰(zhàn)性：在沒有陽光或沒有風的情況下，如何滿足電力需求？

氫能源現(xiàn)在“流行”的兩個主要原因：一是作為一種化學能源載體，它滿足了可再生能源的存儲和靈活性需求；此外，氫還可用于脫碳困難部門的去碳化，如重工業(yè)、卡車運輸、航空或航運。

今年2月10日，國家能源局下發(fā)《關(guān)于征求21年可再生能源電力消納責任權(quán)重》，文件將2030年非化石能源占比的目標具體落實到每一年的消納權(quán)重，同時也將消納責任權(quán)重納入對各省市的考核。

這表明構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，不是一味的追求新增的新能源裝機量，而是以電力消納為衡量，對新能源電力消納提出更高的要求。在技術(shù)、成本、政策等推動下，氫能作為電力介質(zhì)和紐帶成為可能，在高滲透率可再生能源電力系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色。

氫能發(fā)電可以用來解決電網(wǎng)削峰填谷、新能源穩(wěn)定并網(wǎng)問題，還可以提高可再生能源所發(fā)電力并網(wǎng)的穩(wěn)定性和電力系統(tǒng)安全性、靈活性，大幅降低碳排放。目前主要采用氫燃料電池發(fā)電技術(shù)與新能源耦合發(fā)電技術(shù)，使用燃料電池發(fā)電技術(shù)，可以減少對煤炭的使用，減少CO2的排放，且發(fā)電效率很高。

氫能既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機中產(chǎn)生機械功，又可以作為原料應(yīng)用于燃料電池，還可以轉(zhuǎn)換成同態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料例。20世紀70年代以來，美國和日本等發(fā)達國家加快了氫能發(fā)電技術(shù)的研究步伐。目前，通過氫能發(fā)電在部分發(fā)達國家已經(jīng)陸續(xù)進入了建設(shè)試點的階段。但對中國電力行業(yè)而言．目前仍以火力發(fā)電為主，氫能技術(shù)的應(yīng)用較少。

氫能是氫及同位素氘、氚為主體的反應(yīng)或氫的狀態(tài)變化過程中所釋放的能量，氫能可以轉(zhuǎn)化為電能、機械能和熱能。通過氫能發(fā)電機和燃料電池兩種技術(shù)手段，均可以實現(xiàn)由氫能向電能的轉(zhuǎn)化。

氫能發(fā)電機特指以氫氣為原料的發(fā)電機，原理類似傳統(tǒng)內(nèi)燃機，經(jīng)過吸氣、壓縮、爆炸、排氣過程，帶動電機產(chǎn)生電流輸出。氫能發(fā)電機是一種環(huán)保型的發(fā)電設(shè)備，具有無噪音、零排放和移動性強的特點。

PEMFC燃料電池是當前在氫能應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)重點之一。其工作原理為氫氣與氧氣（或空氣）發(fā)生電化學反應(yīng)生成水并釋放出電能，即電解水的逆反應(yīng)。PEMFC燃料電池的結(jié)構(gòu)與工作原理如下圖，當陽極和陰極分別供給氫氣和氧氣(或空氣)時，在催化劑的作用下，氫氣在陽極上被氧化離解成電子和氫原子。氧氣在陽極上被還原接受電子反應(yīng)生成水。與此同時，電子在外電路的連接下形成電流，向外部釋放電能。

能源總是互通互融的，能源的變革是相互轉(zhuǎn)化的結(jié)果。由于可為風電等可再生能源大規(guī)模開發(fā)提供消納保障，氫能的重要性正日益受到地方政府和電網(wǎng)企業(yè)的關(guān)注。有專家曾表示：“應(yīng)將氫能生產(chǎn)、運輸、應(yīng)用，同電力網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)統(tǒng)一考慮”。

而這一構(gòu)想，也正在被逐漸提上日程并實踐。今年5月，京能集團與大同市人民政府簽訂綠色能源項目開發(fā)協(xié)議。雙方將秉持“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展、優(yōu)勢互補、合作共贏”原則，共建大同綠色能源基地，合作推進“源網(wǎng)荷儲”一體化試點項目，合作建設(shè)配套電源點項目，規(guī)劃建設(shè)大同綠氫綜合一體化示范項目，打造綠色氫能“制、儲、運、加、用”一體化的綜合智慧能源服務(wù)系統(tǒng)。

此外，由于國家利好政策的不斷出臺，各地方政府也紛紛發(fā)力?！多嵵菔袊窠?jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標綱要》中表示，支持抽蓄、風電、光伏、氫能等清潔能源發(fā)展，推動風光水火儲一體化和源網(wǎng)荷儲一體化，研究謀劃抽水蓄能電站，加快中廣核登電登封馬嶺山、大金店鎮(zhèn)風電項目建設(shè)。

（本文根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息整理，文中觀點不代表氫能觀察立場）