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風電制氫,會不會成為下一個風口?

2017-12-14 08:50:36 無所不能   作者: 蕓豆  

一方面可以解決風電的本地消納,一方面可以發展氫能產業,風電制氫發展正當時。

日前有報道稱,由河北建投新能源有限公司投資,與德國McPhy、Encon等公司進行技術合作、投資總額20.3億元的風電制氫項目正在加速建設,目前,一期200兆瓦風電場項目已并網發電。

項目引進德國風電制氫先進技術及設備,計劃在河北省沽源縣新建200兆瓦容量風電場、10兆瓦電解水制氫系統以及氫氣綜合利用系統。根據項目負責人的消息,項目建成后,可形成年制氫1752萬標準立方米的生產能力。

該項目依照河北省總體氫能產業規劃進行建設,一部分氫氣用于工業生產,降低工業制氫產業中煤炭、天然氣等能源消耗量;另一部分將在氫能源動力汽車產業具備發展條件時,用于建設配套加氫站網絡,支持河北省清潔能源動力汽車產業發展。

什么是風電制氫?

首先我們來談一談“氫”。氫,不僅僅是清潔的燃料和能源,還是重要的化工合成原料(比如氨、鹽酸、硬化油、合成甲醇等),而氫并不是一次能源,需要利用其它的能源轉化生產。

制氫主要方法有兩類,一是通過化石能源(比如天然氣、原油或煤炭等原料),與水蒸氣在高溫下經蒸汽轉化法、部分氧化法、煤氣化法等工藝生成;二是利用電解水生產氫,傳統的化石能源制氫方法帶來了大量的二氧化碳排放,并不能真正地達到清潔,電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一,國內電解水制氫的能效在72%~82%。

風電制氫,就是將風力發出的電直接通過水電解制氫設備將電能轉化為氫氣。具體的過程是這樣的:風力發電—電解水—制氫制氧—氫氣能源—發電、制熱、炊事、取暖、交通工具使用等。

利用大規模的風電進行電解水制氫,不僅可以減少化石能源消耗,降低污染物排放,提升電網消納能力,也可以實現風電與煤化工、石油化工的多聯產。如果能利用棄風來制氫則是更理想的狀態,棄風電量本來就是丟掉的,成本為零。

風電制氫將提高風能的利用率。根據專業人士的解釋,風力發電機發出的風電只需進行簡單的變壓、整流處理,將電壓通過變壓器調整到所需電壓、將交流電整流為直流電即可制氫。如果采用風電制氫的模式,風電場就不用建設并網設備,風電機組會大大簡化,風能的利用率也可得到有效提高。

而且,風電制氫將帶來環境效益。以千萬千瓦級風電場為例,1小時產生1000萬千瓦時的電,按5千瓦時電能產生1立方米氫氣計算,則可以生產200萬立方米氫氣,相當于24000噸優質煤炭熱值的能量。

風電制氫并不是那么簡單

首先,成本高,每生產1立方米氫氣的成本來看,煤制氫成本不足1元,而每生產1立方米氫氣需要消耗電5.1-5.2千瓦時,雖然可以利用低谷電等價格相對較低的電力,即便按棄風發電價格每千瓦時0.25元計算,風電制氫僅電的成本就為1.25元,沒有競爭優勢。

其次,運輸成本高,根據《中國能源雜志》2015年的一篇報道,華北地區一制氫廠,電解水制成的高純氫,批量售價為8元/立方米左右(含運費,即利用槽車送貨上門),批量自提貨價格為3-3.5元/立方米,瓶裝的高純氫售價(含運費)則高達150元/瓶,折合30元/立方米。運輸成本對氫氣價格影響很大。

再次,風電難以直接用來制氫,需求氫氣的石化企業大都在沿海,而風電機組都建設在內陸,風電還需借助火電的電網運輸。

最后,風電直接并網很尷尬,風電并網時為了避免電網的大幅度波動,需要建造比風電場總容量大2-3倍的“調壓控制電站”(常規能源的電站了)來解決風力發電不穩定的問題。這樣一來,調控電站加大了常規能源的使用,好像有些違背初衷了。

如今,河北省沽源縣新建200兆瓦容量風電場、10兆瓦電解水制氫系統以及氫氣綜合利用系統同時建設,風電直接用于制氫、制成的氫氣直接應用于當地的氫能產業規劃,看起來一舉多得。




責任編輯: 李穎

標簽:新能源,風電制氫,風電消納,風電制氫項目,風電場項目