随着可再生能源的快速发展，光伏及风电成为能源变革的主力军，随着技术创新和进步，光伏上网电价逐步降低，风电成本持续下降，可再生能源利用将大幅提高。
然而，不可忽视的是，可再生能源的产出具有明显的不稳定特征，此外，弃光弃风等问题也正在凸显。“构建以新能源为主体的新型电力系统”迫在眉睫，氢能与电能的深度耦合才能支撑更高份额可再生能源电力的发展。
氢能与电能同属二次能源，更容易耦合电能、热能、燃料等多种能源并与电能一起建立互联互通的现代能源网络。开展可再生能源制氢利用，可将丰水期富余水电、负荷低谷时段富余风电、午间富余光伏发电等可再生能源电力转化为氢能并存储，促进可再生能源主动参与电网调峰，提升新能源利用效率。
氢电耦合是实现100%可再生能源消纳、100%零碳电力供给的重要手段。其在新能源消纳、能量转换与存储、稳定控制等方面体现出优势，或将在以新能源为主体的新型电力系统中扮演不可或缺的角色。
氢电耦合就是利用电网谷电、清洁能源制氢存储，在用电高峰时再通过氢燃料电池发电，实现电网削峰填谷。
氢电耦合示意图
有资料显示，氢电耦合还可实现清洁高效分布式供能，打造以电为核心的能源互联网。通过构建分布式电源-氢耦合清洁供能系统，利用分布式电源制取氢气，通过燃料电池进行热电联供，在风光资源不足时，持续向用户供电，解决无电区域供电困难的问题，满足用户多种用能需求。发展充电-加氢一体化综合能源站，促进电网与交通网的深度融合，构建电氢融合的零碳交通网。以氢能综合利用为基础，进一步开展电制甲烷、电制甲醇、电制氨，加强电网与气网的紧密联系，促进更多行业实现间接电能替代。随着新能源渗透率提高，长时间尺度（如季节性）的源荷不平衡问题将越来越突出，而氢能是实现大规模、长周期储能的最佳途径之一。氢及衍生气体的能量存储规模从百千瓦到吉瓦，存储时间从小时到季，存储特性与电化学储能互补。从成本看，规模化储氢比电池储电的成本低一个数量级。氢电耦合对于“碳中和”场景下实现全时段能量平衡具有重要意义，可以显著提高电网运行的弹性。氢燃料电池汽车是对传统电动汽车的重要补充，电网公司可发展充电—加氢一体化综合能源站，拓展业务范围，促进电网与交通网的深度融合，构建电氢融合的零碳交通网。以氢能综合利用为基础，进一步开展电制甲烷、电制甲醇、电制氨，加强电网与气网的紧密联系，促进更多行业实现电能替代。从长远来看，用氢需求将在未来逐渐扩大，在电力调峰领域，氢能利用更将普及。我国近两年已在“氢电耦合”方面有诸多尝试。
近日，宁波慈溪氢电耦合直流微网示范工程开工，这是国家电网公司首个氢能相关的国家重点研发计划配套项目，将集成氢能与电池混合储能等多个国内首台套成果，预计达到国际领先水平。该示范工程是浙江省“十四五”新型电力系统建设试点示范、宁波市氢能产业发展重点项目。投运后，每日可满足慈溪滨海经济开发区10辆氢能燃料电池大巴加氢、50辆纯电动汽车直流快充需求。去年10月18日,“杭州亚运低碳氢电耦合应用示范项目”在杭州钱塘区正式启动，这也是全国首个融合柔性直流、氢电耦合、多能互补的“零碳”绿色园区，建成后预计一年可减少碳排放860吨。通过多能互补的一系列能量“组合拳”，园区的单位产值能耗可下降约22%，每天需要的大电网负荷从6400KW减少1030KW到5010KW。根据全球能源互联网组织的估计，到2050年中国电制氢的规模将达到5000万吨，折合电能约为30000亿千瓦时，约为2019年全国用电量的40%，发展空间巨大。在“力争2030年前碳达峰、努力争取在2060年前碳中和”的背景与目标下，电氢系统将在未来能源系统中扮演重要的角色。
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