河北科技大学李争、张蕊 等：可再生能源多能互补制-储-运氢关键技术综述

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团队介绍

李争，博士，教授，博士生导师，河北科技大学电气工程学院院长。河北省首届“青年拔尖人才”，河北省“三三三人才工程”第二层次人选，石家庄市“青年拔尖人才”，河北省“五一劳动奖章”获得者。主要研究领域包括新能源发电与氢能技术、特种电机设计及其控制技术，新型电力传动装置。主持国家自然科学基金项目、省科技攻关（基金）项目等课题30余项；近年来在IEEE汇刊、《电工技术学报》、《中国电机工程学报》等国内外学术期刊上发表论文170余篇，其中SCI/EI收录102篇，获省科技进步奖2项，获发明专利授权21项，出版著作教材3部，获省优秀教学成果奖1项。

张蕊，硕士研究生，研究方向为多能源系统优化运行与控制。

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为解决能源短缺和环境污染的现状，结合多种可再生能源互补提高能源利用率的发展趋势，将氢能作为有效手段，并充分考虑氢能的制取、存储与运输方面的关键技术，本文对可再生能源多能互补制-储-运技术的技术优势、控制策略、发展趋势、应用预测等方面的问题进行了深入的研究。

研究背景

在脱碳行业的碳减排目标和提高能源利用率的发展要求下，将多种的可再生能源互补与氢能的发展紧密结合，在实现节能减排目标的同时，也为氢能的发展带来了巨大的挑战。

如何提高能源的利用率，充分发挥多种可再生能源互补制氢的技术优势，提升多种能源协调互补的平稳运行以及与储能装置的耦合，优化储运氢的方式以及氢能未来的发展方向成为目前清洁能源研究的关键和难点问题。

论文所解决的问题及意义

针对多种可再生能源互补与氢能的制/储/运技术的协调发展问题，本文将多种可再生能源与氢能作为一个整体，分别从制/储/运三个方面进行分析，并详细阐述了制氢技术中的发展历史、研究水平和发展趋势，储氢运氢方式的发展趋势以及氢能应用未来的发展方向等，为基于多种可再生能源互补的氢能发展领域的研究提供了借鉴和参考。

论文方法及创新点

针对基于多种可再生能源互补供能提出的在制氢、储氢、运氢方面的问题，本文对多能互补制氢方面的技术优势、发展基础以及该项技术中涉及到的能源互补系统的协调控制策略、储能及容量配置、能量的管理等方面逐一进行讨论，重点分析了主流制氢方式——电解水制氢。

多种可再生能源互补制氢系统的拓扑结构图

在此基础上，展望了制氢、储氢、运氢方式的发展趋势，此外，对不同的新型制氢方式如生物质能制氢、太阳能制氢等制氢技术进行了详细的对比分析，对全球范围内氢能在工业原料、氢燃料电池汽车的应用进行了预测，指明了在不同应用领域面临的问题。

结论

文章考虑了多种可再生能源互补与制氢技术的耦合关系以及氢能后续的存储与运输，能够整体全面地对可再生能源多能互补制-储-运氢关键技术进行分析，并对氢能的发展做出合理预测。氢能的发展将推动现有能源系统向更新型，更优化的方向发展，对该项关键技术的深入分析和总结，成为提高能源利用率，实现碳中和目标的有力支撑。

引用本文

李争, 张蕊, 孙鹤旭, 张文达, 梅春晓. 可再生能源多能互补制-储-运氢关键技术综述[J]. 电工技术学报, 2021, 36(3): 446-462. Li Zheng, Zhang Rui, Sun Hexu, Zhang Wenda, Mei Chunxiao. Review on Key Technologies of Hydrogen Generation, Storage and Transportation Based on Multi-Energy Complementary Renewable Energy. Transactions of China Electrotechnical Society, 2021, 36(3): 446-462.

下载论文PDF版，请点击左下角“阅读原文”，访问期刊网站。

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