光伏与风电是一种无碳排放的可再生能源，但是其能量具有波动性的特征，对电网系统的安全运行冲击较大，国内很多地区可供并网的风电、光伏装机容量已达上限。如何大规模消纳新增的光伏与风电，是国家“碳中和、碳达峰”政策在实施过程中面临的重大难题。氢气不仅是一种重要的大宗化工品，也是一种无碳排放的能源载体，在化工冶金、氢能、天然气掺氢等领域都有重要的应用前景（图 1）。使用光伏、风能进行耦合离网电解水制氢，不但可以解决光伏、风电的消纳难题，还有助于国家在工业、交通运输及民用领域深度脱碳。

图1.绿氢的生产及消纳

目前风光耦合制取绿氢具有多个技术难点。首先，光伏输出直流电（DC），而风电输出交流电（AC），国际上没有成熟的方案可基于AC、DC耦合技术设计电解槽电源。此外，市售的碱性电解槽系统均需要供应稳定的直流电（DC），光伏和风电的波动性会导致电解槽阴阳极的氢氧互窜，损坏电解槽的催化剂与隔膜，并引发爆炸风险。

为解决离网风光耦合制取绿氢的卡脖子问题，2021年唐叔贤院士在姑苏实验室设立院士工作室，立项无碳能源研究的课题项目，旨在解决绿氢的制取及消纳难题。依托姑苏实验室院士工作室和苏州科技大学按需零碳供能研究中心，唐院士联合固德威技术股份有限公司、明阳智慧能源集团股份公司等光伏、风电领军企业，在苏州构建离网光伏电解水制绿氢系统（图 2）。该系统包含宽负载功率电解槽及离网制氢电源，实现了离网光伏电流驱动碱性电解槽制绿氢，氢气无须提纯即可达到99.98%以上。