绿色证书-碳交易交互机制下耦合HCNG的动态混合调度优化方法

针对传统氢-天然气混合能源系统(HCNG)固定配比导致的灵活性不足问题，吉林学者提出基于动态电解效率模型与阶梯碳交易(LCT)-绿证交易(GCT)协同机制的新型调度策略。该研究创新性引入P2G-CCS-HCNG耦合框架，实现25.16%成本削减与17.21%碳减排，风电利用率达98.8%，为多能系统低碳转型提供关键技术路径。

　　

在全球能源结构转型背景下，氢能作为零碳能源载体正引发广泛关注。传统氢-天然气混合(HCNG)系统采用固定配比模式，既无法适应风电等可再生能源的波动特性，又难以响应碳市场动态变化。更棘手的是，现有研究对电解槽在变功率下的效率衰减、混合气体管道运维成本等现实因素考虑不足，导致系统经济性与环保性能难以兼得。

针对这些瓶颈，吉林省科研团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表创新成果。该研究构建了包含动态电解效率模型的三维优化框架：首先建立P2G-CCS-HCNG多能耦合网络，通过实时调整氢混合比例(0-20%)响应负荷变化；其次首创绿证-碳配额等价交易策略，将环境权益转化为经济激励；最后整合阶梯碳价机制与管网运维模型，实现全要素成本管控。关键技术包括：基于IEEE 30节点的多能流仿真平台、考虑运行时长与输入功率的非线性电解效率方程、以及包含热/电/气存储的混合整数规划算法。

【Connection structure of integrated energy system with P2G–CCS–HCNG】
系统架构创新性地将电解制氢、碳捕集与燃气轮机燃烧环节串联，形成"电-氢-碳"闭路循环。测试表明，该设计使CO₂再利用率提升42%，同时解决P2G碳源供给难题。

【GCT-LCT interaction mechanism】
建立的绿证-碳交易联动模型揭示：当绿证价格波动±15%时，系统通过自动调节氢产量可使边际收益增加7.3元/MWh，验证了市场机制对清洁能源配置的引导作用。

【Case study analysis】
基于中国东北实际数据的仿真显示，动态混氢策略使燃气轮机热效率提升6.8个百分点，管道运维成本降低12.4%，验证了模型工程适用性。

【Discussion】
相比文献[10]的固定激励系数方法，本研究提出的动态调度方案在同等风电渗透率下，将弃风率从5.2%压缩至1.2%，凸显了自适应算法的优越性。

该研究的突破性体现在三方面：技术上，首次量化了风电波动对质子交换膜电解槽(PEM)效率的影响曲线；机制上，创建了环境权益与能源价格的联动模型；应用上，为含高比例可再生能源的园区级微网提供了可复制解决方案。正如Chen Haipeng团队强调的，这种"政策-市场-技术"三重驱动模式，或将成为实现"双碳"目标的关键路径。