備受詬病的風(fēng)電棄風(fēng)頑疾或?qū)⒂瓉硪粋€(gè)全新的解決方案。
近日，沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目在河北沽源縣進(jìn)入加速建設(shè)階段。據(jù)了解，沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目由河北建投新能源有限公司建設(shè)，該工程投資20.3億元，將在沽源新建200兆瓦容量風(fēng)電場、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)及氫氣綜合利用系統(tǒng)。項(xiàng)目建成后將成為國內(nèi)首個(gè)風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目，同時(shí)也是全球最大容量風(fēng)電制氫工程。
“棄風(fēng)”瞄準(zhǔn)氫能
氫能，是目前所有能源系統(tǒng)中最清潔環(huán)保的能源形式，氫在燃燒后生成的產(chǎn)物是水，無任何污染物質(zhì)排放。同時(shí)，氫氣是主要的工業(yè)原料，也是最重要的工業(yè)氣體和特種氣體。
風(fēng)電制氫就是將風(fēng)力發(fā)出的電直接通過水電解制氫設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為氫氣。據(jù)了解，用風(fēng)力發(fā)電來電解水制備氫氣，每生產(chǎn)1立方米氫氣需要消耗電5.1-5.2千瓦時(shí)。其循環(huán)過程為：風(fēng)力發(fā)電—電解海水—制氫制氧—氫氣能源—發(fā)電、制熱、炊事、取暖、交通工具使用等。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，利用大規(guī)模的風(fēng)電進(jìn)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(wǎng)消納能力，也可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與煤化工、石油化工的多聯(lián)產(chǎn)。
北京綠達(dá)源科技有限公司高級(jí)工程師鄭爾歷表示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的風(fēng)電只需進(jìn)行簡單的變壓、整流處理，將電壓通過變壓器調(diào)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(fēng)電制氫的模式，風(fēng)電場就不用建設(shè)并網(wǎng)設(shè)備，風(fēng)電機(jī)組會(huì)大大簡化，風(fēng)能的利用率也可得到有效提高。
而更值得注意的是，風(fēng)電制氫能產(chǎn)生巨大的社會(huì)環(huán)境效益。以千萬千瓦級(jí)風(fēng)電場為例，假設(shè)風(fēng)場滿發(fā)，1小時(shí)產(chǎn)生1000萬千瓦時(shí)的電，按5千瓦時(shí)電能產(chǎn)生1立方米氫氣計(jì)算，則可以生產(chǎn)200萬立方米氫氣，相當(dāng)于24000噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值的能量。
值得注意的是，此次沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目有其特殊性，項(xiàng)目將新建200兆瓦容量風(fēng)電場、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)及氫氣綜合利用系統(tǒng)。依照河北省總體氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，項(xiàng)目生產(chǎn)的一部分氫氣將用于工業(yè)生產(chǎn)，降低工業(yè)制氫產(chǎn)業(yè)中煤炭、天然氣等化石能源消耗量；另一部分將在氫能源動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)具備發(fā)展條件時(shí)，用于建設(shè)配套加氫站網(wǎng)絡(luò)，支持河北省清潔能源動(dòng)力汽車的發(fā)展。
“最理想的方式應(yīng)是利用大規(guī)模棄風(fēng)制氫，此次河北項(xiàng)目新建風(fēng)場示范運(yùn)行，只能看成是為風(fēng)電制氫大規(guī)模開發(fā)利用探路。”一位行業(yè)人士表示。
難題：成本高、運(yùn)輸難
據(jù)悉，目前美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家都在積極推動(dòng)風(fēng)電制氫，但要真正做到產(chǎn)業(yè)化，仍有諸多問題待解。業(yè)內(nèi)人士分析稱，風(fēng)電制氫仍面臨成本與運(yùn)輸兩大難題。
據(jù)了解，目前制氫的方法主要有煤制氫、天然氣裂解制氫、甲醇制氫和電解水制氫。從每生產(chǎn)1立方米氫氣的成本來看，煤制氫成本不足1元，而即便按棄風(fēng)發(fā)電價(jià)格每千瓦時(shí)0.25元計(jì)算，風(fēng)電制氫僅電的成本就為1.25元，沒有競爭優(yōu)勢。
在運(yùn)輸方面，據(jù)卓創(chuàng)資訊分析師陳玉凱介紹，現(xiàn)在常用的氫氣運(yùn)輸方式有三種，一種是管道運(yùn)輸，多為現(xiàn)場制氣，氫氣產(chǎn)出后直接投入工業(yè)應(yīng)用裝置。一種為長管拖車。但一輛車僅能運(yùn)輸4000立方米，約0.36噸，運(yùn)輸效率非常低。第三種是鋼瓶運(yùn)輸，但一個(gè)40L的鋼瓶只能運(yùn)輸6方氫氣。
另據(jù)了解，氫氣運(yùn)輸主要依靠車輛，運(yùn)輸成本高且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，運(yùn)輸距離超過300千米就沒有經(jīng)濟(jì)性了；如果建立氫氣輸送管網(wǎng)，靠管道運(yùn)輸，涉及占地拆遷等問題，難度也很大。
同時(shí)，風(fēng)電制氫還面臨其他制約因素。比如，大規(guī)模風(fēng)電基地一般都缺水，而電解制氫對(duì)水資源有需求；需求氫氣的石化企業(yè)大都在沿海，而風(fēng)電機(jī)組都建設(shè)在內(nèi)陸，風(fēng)電還需借助火電的電網(wǎng)運(yùn)輸?shù)取?/p>
對(duì)此，專家表示，“我國風(fēng)能制氫規(guī)模化仍尚需時(shí)日。”風(fēng)電制氫項(xiàng)目還是應(yīng)進(jìn)行前期分析論證，進(jìn)一步制定完善的規(guī)模化制氫、大容量儲(chǔ)氫、長距離輸氫、加氫站、氫能汽車等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，積累從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)到運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)。
