Octopus Hydrogen高级研究和商业分析师Alissa Tripp写道，对太阳能光伏发电来说，限电是一个日益严重的威胁，陈旧的电网和转型期的电力系统加剧了这一威胁。绿氢电解正在成为这一问题的潜在解决方案，它可将多余的太阳能转化为氢气，用于长期储能或供其他行业使用。

随着英国朝着净零排放的方向发展，来自风能和太阳能电站的可再生电力将给过时的电网带来越来越大的压力，直到这个系统被改造成能够处理大量间歇性发电的系统。

迄今为止，限电一直是管理电网限制和发电地点问题的关键工具。Octopus Hydrogen这样的开发商正在推动新生绿氢市场的发展，并为这些问题提供了潜在解决方案。在此，我们探讨了在向零碳电网过渡的进程中，与太阳能装置共址的电解器是如何实现互惠互利的。

绿氢的作用

电解是使用电力将水分成氢气和氧气的过程。如果使用了低碳或可再生电力，那么产生的氢气就被视为是绿色的。使用当前的技术，生产1kg绿氢约需60kWh电力；当绿氢被用于燃料电池时，输出约为30kWh。这种效率意味着绿氢并不适合所有的应用，它在汽车和家庭供暖等领域的电气化方面更具商业意义。

然而，绿氢在许多国家的脱碳计划中发挥着关键作用。在重型货车（HGV）和城外公交线路等难以减碳的行业中，它的好处尤其明显。航空和航运是正在探索绿氢替代燃料替代的行业，而在钢铁生产等重工业领域，绿氢是一种颇具前景的焦煤替代物。

电解器对太阳能电站有什么好处？

当启动一个绿氢项目时，开发商必须决定使用哪种可再生能源。与太阳能共址相比，由于负荷系数较高，与风能共址会产生更多的绿氢。但在英国，这可能意味着在苏格兰生产。这就带来了将天然气运往南方的更高的物流成本，并且由于苏格兰风电站的地形和孤立的位置，开发成本可能也会增加。

人们倾向于将太阳能项目布置在英国南部，靠近需求出现的地方，这会带来更有吸引力的物流成本。风能和太阳能共址都需要对发电量进行预测，但了解未来一周的太阳能发电量要比了解风电发电量更容易。然而，对于一个项目来说，它必须对电解器和太阳能开发商都有利。这就提出了一个问题：电解器能给太阳能电站带来什么价值？

克服网络限制问题

由于主动网络管理(ANM)规定，太阳能电站经常会放弃收入。根据规定，太阳能电站同意当地配电网运营商(DNO)控制它们在特定时间的输出电量。这被称为限电。许多太阳能开发商在开发阶段会选择这种方案，因为替代方案是加强当地电网，这非常昂贵，而且需要很长时间。

ANM带来的结果是，在这段时间内，太阳能电站无法尽可能多的输出发电，由于是太阳能电站是按照发电量获得付款的，所以电站收入会减少。

展望未来，随着间歇性发电并网项目的增长，尤其是在本地电网中的这类项目的增长，DNO采用"后进先出"的方法来分配ANM并网项目。限电会越来越严重的损害太阳能电站的潜在收入。随着太阳能电站的并网，如果不采取系统性的电网改造，这些新开发项目的限电量或会达到预期年输出量的百分之几到百分之几十。

"5-20MW电解器为100MW太阳能电站提供了理想的补充，为一些原本会被削减的电力提供了非常受欢迎的收入来源。"

这就是电解器可以发挥作用的所在：电解器可以通过私有线路直接并入太阳能电站，通过适度的并网来满足太阳能电站不发电时的电力需求。通过精心规划的商业结构，电解器不会对太阳能开发商的输出电价产生影响；实际上，它甚至可以提供更具竞争力的价格。

用户侧并网允许电解器使用因ANM并网措施而不能输出的电力，也就是被限的电力。这为太阳能电站提供了被限电力的定价机制，恢复了因ANM措施而损失的部分收入流。通常而言，限电量仍是总发电量中很小的一部分，但这是一个有用的、不容忽视的收入流，随着配电网限电量的增长，其价值也会增长。目前，太阳能电站在投运时不会获得限电收入，所以这对太阳能开发商来说纯粹是有利的。

实现最佳平衡

太阳能和电解器的最佳配置不是让它们具有相同的容量，而是缩小电解器容量实现太阳能和电网电力的最佳平衡。以一个70MW的太阳能电站为例：如果它与一个70MW的电解器相连，那么只有在夏季的太阳能高峰期，才会获得接近电解器容量的足够的太阳能发电量。在其余时间，电解器要么处于闲置状态，要么从电网中取电，产生昂贵的电网费用。

一个更合适的替代方案是通过私人线路将10MW电解器连接到70MW太阳能电站。电解器可从太阳能中提取前10MW发电量，其余电力来自电网。这会令电解器使用约40%的太阳能电站年发电量，其余60%输出到电网。Octopus Hydrogen还评估了其他替代结构，如简单的离网太阳能和电解器设置，得出的结论是这是最佳配置。

这种配置允许太阳能开发商获得最高的电价，同时保持电解器运行方式的灵活性。

当谈及电解器利用时，事实证明，最大价值不是通过满功率运行和最大气体产能实现的。这是因为当涉及到绿氢生产时，电价约是成本的三分之二。电价在交付前半小时相差很大，事实证明，40-50%的平均利用率是运行电解器的最佳方式，在风电和太阳能发电量高点开启，在昂贵的高峰期关闭。整个冬季，电解器将从电网中获取比太阳能电站更多的电力。因此，重要的是输入并网点可以满足所需的氢气产能水平。

设备和专业知识

一个10MW电解器及其相关器件需要约一英亩土地，并有足够的空间供HGV转圈。所需的主要设备是一个带供水的电解器，一个可将气体压缩到分销商所需压力的压缩机，以及移动或静态储能。如果分销商直接到现场加油，那么虽然项目可以与储能装置相结合，但还需要一个加油装置。供应链的准备时间可长达12个月，所有这些装备的配置和特定太阳能项目的量身定制都需要高水平的工程专业知识。

获得规划许可的障碍与电池项目所面临的障碍没有什么不同。然而，与绝大多数通过辅助服务获得收入来源的电池不同，要使电解项目可行，需要对能源市场有更深入的了解，这是因为电解器的大部分收益取决于需求在一天中的变化效率，而不是频率响应。Octopus Hydrogen利用其在英国的电力专业知识，打造了可以远程控制和优化氢气生产调度的软件。这使氢气生产商能够最大限度减少电力成本，最大限度的提高所产气体的绿色程度。

改造限值

就物理可行性而言，电解器完全有可能改装到现有的太阳能开发项目中，但实际上，由于绿氢补贴的要求，这不太可能发生。其中一项补贴源自可再生能源运输燃料义务（RTFO），根据该义务规定，出售给运输部门的绿氢可以获得证书。与英国的可再生义务证书类似，这些证书可被出售给必须遵守RTFO的参与方市场。

这项补贴对用于电解用电有一个"额外"要求，规定其必须来自新建可再生能源并网项目。来自现有电站的被限电力也符合条件，但大多数现有电站的削减水平不足以提供充分的、可体现电解器项目商业价格的负载系数。其他像氢气商业模式这类的补贴计划也在评估申请中包括了额外标准，但这并不是一项要求。

太阳能将在绿氢生产中发挥关键作用

英国的脱碳计划依赖于越来越多的风能和太阳能建设项目，而这又伴随着越来越多的限电。5-20MW的电解器为100MW太阳能电站提供了理想的补充，为一些本来会被削减的电力提供了非常受欢迎的收入来源。

在绿氢产业初期，可再生能源发电地点和承销商需求的结合将决定项目在英国境内的位置。随着市场的成熟和物流的规模化，可能会有更多产能在国外上线。除了偏向需求中心外，拥有充足的空间和更便宜、更可靠的可再生能源的地点会成为绿氢生产的有力竞争者，电解器的安装规模可以达到数百兆瓦。

太阳能将在推动绿氢生产中发挥关键作用。今天，电解器可为太阳能电站带来的好处主要是为被削减的电力提供收入，但在未来，绿氢将在新建太阳能商业项目中发挥更重要的作用。