常用的氢气输送方式有三种: 1、管道输送,多为现场产气,生产后的氢气直接投入工业应用装置。如图所示,根据水电解制氢系统所处位置的不同,主要有两种方案:一是陆上电解水制氢方案,如(1)所示;二是陆上电解水制氢方案,如(1)所示。另一种是海上电解水制氢溶液。预计到2030年底,我国海上风电累计并网装机容量将达到97GW,平准度电成本较2021年下降46%。
浙江省可再生能源发展“十四五”规划提出,集中建设海上风电+海洋能+储能+制氢+海洋牧场+陆上产业基地示范项目;大多数需要氢气的石化企业都位于沿海地区,而风电机组都建在内陆,就像电网输送的风电一样,有氢气但无法输送。据了解,利用风电电解水制氢,生产1立方米氢气需要5.1-5.2千瓦时的电力。
1、风电制氢项目弊端
大连太平湾、中国三峡集团公司、金风科技联合宣布,将共同建设新能源产业园,重点发展以海上风电、氢能为主的新能源产业。他们计划利用风能生产氢气、储存氢气、运输氢气以及将氢气输送到海洋中。牧场等领域利用,培育氢能产业链。从生产1立方米氢气的成本来看,煤制氢成本不足1元。即使风力发电价格为每千瓦时0.25元,仅风电制氢的电费成本就为1.25元,不具备竞争优势。
2、风电制氢原理
该计划最大程度地用输氢管道替代海上输电设施,降低能源传输成本。但风电机侧的模块化水电解制氢技术还有待进一步优化。由于我国海上风电在公海集中连片开发,离网集中式或分布式制氢解决方案是未来发展的主要方向。但随着我国海上风电发展不断深入远海的必然趋势,海底电缆成本以及海上升压站或换流站的建设、运营和维护成本不断增加,存在一定的损失在电力传输过程中。
3、风电制氢项目
例如,大型风电基地普遍缺水,电解制氢需要水资源;需要氢气的石化企业大多位于沿海,而风力发电机则建在内陆,风电还需要依赖火电电网运输。 2019年以来,以欧洲为主的多国制定了氢能发展战略规划或路线图,并在此基础上启动了多个海上风电制氢项目,重点关注固定式和浮动式海上风电制氢。能源耦合场景下制氢、储存、运输和使用技术不断完善,示范工程稳步推进。
固体高分子阴离子交换膜电解水制氢运行温度低(40~60),可实现快速启停。目前尚处于实验室研发初期阶段,短期内还无法应用于海上风电制氢。海上风电与氢能融合发展是大规模生产绿色氢气的主力之一,也是海上风电发展深远的关键。我国海上风电发展迅速。国家能源局公布的最新数据显示,2021年我国风电、光伏发电新增装机容量将达到1.01亿千瓦,其中风电新增装机容量将达到4757万千瓦。