新趋势风电制绿氢,将开启氢能领域的海上蓝图?

NE人 2023-10-11
2016 字丨阅读本文需 6 分钟

全球风能理事会(GWEC)发布了最新的《全球海上风能报告》。该报告预计,在2022-2030年间,全球海上风电装机容量可能会增加260GW,到2030年,全球海上风电装机容量将达到316GW。

随着全球海上风电投资的强劲增长,海上风电行业也出现了一种新趋势——风电制绿氢。

中国海上制氢的现状

【广东阳江500MW海上风电项目开工 拟配套建设风电制氢项目】

2022年8月31日,明阳集团在广东阳江举行青洲四500MW项目陆海全面施工启动仪式。该项目装机总容量为500MW,预计2023年年底建成投产后,每年可提供清洁能源发电量约18.3亿千瓦时。为进一步提升海域利用和项目整体效率,项目拟配套建设风电制氢项目。明阳集团称,该项目有望成为全国首个“海上风电+海洋牧场+海水制氢”融合项目。

【全国首个光伏储能海水制氢一体化项目发布60MW电解槽招标】

2023年4月4日,大连市洁净能源集团发布海水制氢一体化项目碱性电解水制氢设备采购招标公告。项目计划建设滩涂光伏发电100MW,配套20MWh全钒液流储能,占用滩涂面积2000亩;计划制氢量达60MW,建设1000Nm³碱性电解槽12台。该项目是国内首例集滩涂光伏储能海水制氢一体化项目。

当前主流绿氢技术路线,主要为碱性水电解制氢技术(AE)和质子交换膜水电解制氢技术(PEM)。业内人士称,我国AE制氢技术水平与国外相近,拥有完全自主知识产权的设备制造、工艺集成能力。在PEM制氢技术方面,我国尚处于研发走向工业化的前期阶段,电解槽的质子交换膜和膜电极等核心技术和装备目前主要依赖进口。

其中,电解水制氢系统在制氢站总成本中的占比约为80%,且技术壁垒较高,因此电解槽的成本和技术的进一步革新,是绿氢产能更上一层楼的关键。

业内专家分析,未来10—15年将是绿氢产业从培育期走向商业化初期的关键阶段,绿电绿氢一体化生产、氢能基础设施和氢基碳中和解决方案等将逐步走向成熟;再用15年左右时间,绿氢在主要应用领域有望实现规模化部署。

可以预见,未来海上风电将形成全新的产业链,同时推动更多新兴产业的发展,为新能源和清洁能源革命注入源源不断的活力和能量。

海上制氢的难点和新技术的出现

在海上制氢面临的重要问题之一便是如何储存氢。由于氢气储存的条件比较苛刻,尤其是在海上,当制氢和储氢功能集成于同一海上平台时,储存氢气所消耗的空间成本将会非常高。

比利时海洋工程公司TractebelOverdick公布了一个海上大规模储氢的方案,该方案利用海上平台制造和压缩氢气,然后将氢气储存到海底盐穴中。

在陆地需要氢气的时候,可以通过管道直接将海上平台制造的氢气输送到陆地。在需求较小的情况下,也可以将氢气暂存于盐穴中,待需求旺盛时再运输出来,从而起到调节峰值的作用。

TractebelOverdick的设计是针对2GW的海上风电、每小时40万标方的氢气产能和18兆帕的压力,整个系统能够存储多达120万立方米的氢气。

Tractebel Overdick不是唯一一家关注地下储氢的公司。爱尔兰公用事业公司ESB正在与专业地下能源资产开发商dCarbonX合作,研究在油井和气井结构中储存氢气。而Technip FMC和挪威初创公司Magnora正在研发“Deep Purple”技术,计划通过海底储罐存储氢气。

风电制绿氢显著增加海上项目的商业价值

彭博新能源财经高级分析师汪子越表示,虽然海上风电发电成本预计长期高于陆上风电,但由于海上风电本身具备更高稳定性、更大规模的特性,对于电解水制氢来说是一大优势。由海上风电驱动的绿氢生产还可以显著增加海上项目的商业价值。

绿色氢气技术开发商Lhyfe与Chantiers de l’atlantique已正式开始合作筹建全球首个海上风电制氢平台,将于2022年9月在法国圣纳泽尔海岸的SEM-REV试验场投入使用。两家公司将与并网或离网风电场合作开展海上可再生制氢项目,计划开发最低容量为100兆瓦的绿色制氢解决方案。

今年6月,德国能源公司RWE和炼钢巨头ArcelorMittal签署了一份谅解备忘录,共同开发、建设和运营海上风电场和氢设施,这些设施将为德国生产低排放钢铁提供可再生能源和绿氢。

RWE与 Northland Powe的德国海上风电项目 Nordsee Two 计划也海上生产氢气,据 RWE 称,计划在 Juist 岛以北建造并于2026 年投入商业运营的 433 兆瓦海上风电场将包括 15 兆瓦的风力涡轮机。该公司表示,除了最新、最具创新性的风力涡轮机外,Nordsee两家合作伙伴还旨在展示海上制氢的技术和商业可行性。

近日,石油和天然气巨头壳牌做出投资决定,将在鹿特丹港建造海上风力发电绿色氢厂。壳牌表示,当2025年该项目开始运营时,荷兰氢设施将成为“欧洲最大的可再生氢工厂。

据壳牌称,200兆瓦的电解槽将位于欧洲最大的海港鹿特丹港,每天生产多达6万公斤的可再生氢气。

可以认为,海上风电步入深远海,将未能实现消纳的风力发电量通过电解等方式分解成液态或气态的化学能源来储存,尤其是海上风电制氢,将有望成为海上风电深远海开发的破局关键。

中国一些地方也在加快海上风电制氢项目的布局,今年6月20日,上海印发《上海市氢能产业发展中长期规划 (2022-2035年)》,其中提出:“在海上风电制氢方面,开展深远海风电制氢相关技术研究,结合上海深远海风电整体布局,积极开展示范工程建设。突破海上使用淡水电解水制氢的瓶颈,降低海水制氢成本。”

福建省漳州的相关规划也提出,将加快开发漳州外海浅滩千万千瓦级海上风电,布局海上风电制氢等氢能产业基地,发展氢燃料水陆智能运输装备,构建形成“制氢—加氢—储氢”的产业链。

可以预见,在未来,海上风电将形成新的产业链,也将带动更多新兴产业的发展,为新能源、清洁能源的革命源源不断地注入活力与能量。

文章来源: ​中氢互联 ,科技日报,环 球零碳

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