总体而言，能源转型面临的一大挑战是协调可再生能源的供需关系，以确保电网稳定，并保证绿色能源随时可靠供应。 由能够以最优方式进行发电（例如光伏）、转换（热电联产厂——CHP、电转热系统——P2H、电转气厂——P2G）、储能（电池、热储能）和输配电的子系统组成的能源供应系统，有助于解决这一问题。 通过电解槽（P2G）利用可再生电力制取的绿色氢气，可视为一种用于转换和储存电能的能源载体。以此方式，氢气可在能源系统的灵活性提升、电网稳定性及脱碳方面发挥基础性作用。构建经济上和生态上可持续的能源系统所面临的挑战，在于优化电力与供热部门的耦合，以期降低一次能源的总消耗量。 在“基于氢能的零碳工厂”（H2Factory）研究项目中，将开发一个此类多领域能源系统的示范基地，其中包括改造后的天然气热电联产厂、P2H系统、氢能、热能和电池储能设施以及热泵。在第二阶段，将增加P2G装置、氢气锅炉和光伏组件。 鉴于系统复杂性，将开发一个具备实时处理能力的上述能源系统数字孪生。该数字孪生将建模电力网、天然气网、氢气网及热网，并整合各能源领域的发电单元、储能设施、负荷及换流器 。这将有助于开发和测试系统控制器，从而实现对前述资产的优化利用。 在实现数字孪生时，我们将采用OPAL-RT系统，利用其实时处理能力、基于Simulink/Simscape的增强建模能力、强大的计算能力，以及在CHIL架构下与未来控制器进行接口对接的可能性。