風(fēng)電消納新途徑：制氫

　　日前，國(guó)家能源局再發(fā)文推動(dòng)北方七省區(qū)開展風(fēng)電清潔供暖工作，以解決目前已有風(fēng)電項(xiàng)目的棄風(fēng)限電問題。然而，在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，為更大程度緩解棄風(fēng)限電問題，必須創(chuàng)新風(fēng)電就近消納的方式，除了風(fēng)電供暖外，還要探索風(fēng)電制氫等其他方式。

　　一方面是加快外送通道建設(shè)，另一方面要鼓勵(lì)創(chuàng)新多種途徑的風(fēng)電就近消納，目前的幾種風(fēng)電就近消納方式也都是探索階段，沒有哪一種是完全成熟的，所以，要鼓勵(lì)多種方式并行。一位曾參與風(fēng)電規(guī)劃的業(yè)內(nèi)人士告訴記者。

　　探索消納新途徑

　　兩個(gè)月前，位于張家口市沽源縣的河北建投沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目開工建設(shè)。該項(xiàng)目是河北省首個(gè)風(fēng)電制氫示范項(xiàng)目，項(xiàng)目包括200兆瓦風(fēng)力發(fā)電部分、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)以及氫氣綜合利用系統(tǒng)三個(gè)部分，將安裝100臺(tái)單機(jī)容量為2兆瓦的風(fēng)電機(jī)組。

　　項(xiàng)目建成后，可形成每年制氫1752萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米的生產(chǎn)能力，不僅對(duì)提升壩上地區(qū)風(fēng)電消納能力具有重要意義，也將為張家口市探索出一條風(fēng)電本地消納的新途徑。河北建投項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

　　記者了解到，目前，張家口市風(fēng)電裝機(jī)容量超過(guò)650萬(wàn)千瓦，但并網(wǎng)外送能力只有170萬(wàn)千瓦左右。張家口正在積極嘗試推進(jìn)風(fēng)電為北京清潔供暖、風(fēng)電制氫等就近消納方式。

　　河北建投方面稱，通過(guò)與德國(guó)McPhy、Encon等公司進(jìn)行技術(shù)合作，引進(jìn)了德國(guó)風(fēng)電制氫先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備。項(xiàng)目建成后，一部分氫氣用于工業(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。

　　目前，沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目已經(jīng)列入河北2015年重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。與此同時(shí)，風(fēng)電制氫也已經(jīng)列入2015年中央預(yù)算內(nèi)投資戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)（能源）專項(xiàng)項(xiàng)目。

　　需兼顧技術(shù)操作性和應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性

　　據(jù)介紹，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。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。例如，生產(chǎn)清潔油品需要加氫精制，其氫氣主要來(lái)源于煉廠干氣制氫和煤制氫，為此都要排放二氧化碳。而利用大規(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)。

　　在中石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院高級(jí)工程師何錚看來(lái)，風(fēng)電制氫多聯(lián)產(chǎn)的方式，突破了煤化工二氧化碳排放的瓶頸，是風(fēng)電、煤化工兩個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突破與升級(jí)，與石化企業(yè)需求的綠色氫源也是互補(bǔ)雙贏。

　　北京綠達(dá)源科技有限公司高級(jí)工程師鄭爾歷則認(rèn)為，如果采用風(fēng)電制氫的模式，風(fēng)電場(chǎng)就不用建設(shè)并網(wǎng)設(shè)備，風(fēng)電機(jī)組會(huì)大大簡(jiǎn)化，風(fēng)能的利用率也可得到有效提高。

　　業(yè)內(nèi)甚至有觀點(diǎn)認(rèn)為，風(fēng)電制氫模式比風(fēng)電并網(wǎng)模式的電能利用效率高3倍以上。也就是說(shuō)，一臺(tái)1兆瓦的風(fēng)電機(jī)組在進(jìn)行風(fēng)電制氫模式時(shí)產(chǎn)生的真正有價(jià)值的能源大于或等于3臺(tái)并網(wǎng)模式機(jī)組。

　　不過(guò)，有業(yè)內(nèi)人士告訴記者，風(fēng)電制氫模式是否具有生命力，一是看其技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的可行性，二是看其最終應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。

　　據(jù)了解，雖然電解水制氫已是成熟技術(shù)，但產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用則涉及到規(guī)?；茪?、大容量?jī)?chǔ)氫、長(zhǎng)距離輸氫、加氫站、氫能汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方方面面。目前國(guó)內(nèi)的多項(xiàng)風(fēng)電制氫研究也在同步跟進(jìn)。記者從中節(jié)能集團(tuán)了解到，由其牽頭組織實(shí)施的風(fēng)電直接制氫及燃料電池發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)研究與示范項(xiàng)目將通過(guò)風(fēng)電制氫儲(chǔ)氫耦合技術(shù)、電解制氫等技術(shù)，示范建成風(fēng)電耦合制儲(chǔ)氫燃料電池發(fā)電柔性微網(wǎng)系統(tǒng)和風(fēng)電制氫與燃料電池集成系統(tǒng)等兩套系統(tǒng)。中船重工718研究所承擔(dān)的寬功率波動(dòng)高效電解制氫設(shè)備項(xiàng)目將風(fēng)電技術(shù)與電解制氫技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)研究風(fēng)電輸出功率波動(dòng)對(duì)電解制氫裝量性能的影響，開發(fā)研究功率波動(dòng)高效電解制氫設(shè)備，使電解制氫設(shè)備對(duì)風(fēng)電輸出功率波動(dòng)的耐受度達(dá)到0-100%。

　　業(yè)內(nèi)爭(zhēng)議較大

　　而對(duì)于風(fēng)電制氫的經(jīng)濟(jì)性問題，業(yè)內(nèi)人士的觀點(diǎn)分歧仍較大。

　　一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者，風(fēng)電制氫初衷是為了通過(guò)就近消納解決已有風(fēng)電項(xiàng)目的棄風(fēng)限電問題，但如果一些項(xiàng)目為制氫專門再建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)，其經(jīng)濟(jì)性是否劃得來(lái)值得商榷。而且這樣做項(xiàng)目，會(huì)不會(huì)是本末倒置？該人士質(zhì)疑。

　　那么，即使是利用棄風(fēng)風(fēng)電制氫，衡量其經(jīng)濟(jì)性也要看距離氫應(yīng)用市場(chǎng)的遠(yuǎn)近。必須對(duì)每一種方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行詳細(xì)論證。江蘇省可再生能源行業(yè)協(xié)會(huì)的一位專家表示。

　　據(jù)介紹，如在風(fēng)電場(chǎng)附近地區(qū)有氫氣的工業(yè)需求，則在目前的氫氣市場(chǎng)價(jià)格條件下，可以進(jìn)行合適的風(fēng)電制氫方案的詳細(xì)可行性研究。如果風(fēng)電場(chǎng)和工業(yè)應(yīng)用的氫市場(chǎng)有一定的距離，則采用在氫市場(chǎng)端制氫、風(fēng)電直供方式的經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)于在風(fēng)電場(chǎng)端制氫再用管道或者專用車輛運(yùn)輸方式的經(jīng)濟(jì)性。而在沒有合適的氫市場(chǎng)需求的情況下，將風(fēng)電制氫接入天然氣管網(wǎng)，需要多方面的優(yōu)惠政策同時(shí)實(shí)施，才能使項(xiàng)目有經(jīng)濟(jì)性。

　　此外，業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為，煤化工、石化行業(yè)用氫量一般很大，用風(fēng)電制氫不劃算。按煤化工或石化行業(yè)一般需要10萬(wàn)立方米/時(shí)氫氣規(guī)模來(lái)計(jì)算，每小時(shí)需耗電50萬(wàn)千瓦時(shí)，每年生產(chǎn)8000小時(shí)，一年需耗電40億千瓦時(shí)，所需要的電量、要建設(shè)的風(fēng)電機(jī)組很龐大。

　　不過(guò)，何錚認(rèn)為，風(fēng)電制氫的經(jīng)濟(jì)性要從多角度、整體性和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來(lái)考量。目前，表面上看干氣制氫成本要低于電解制氫，但考慮到風(fēng)電價(jià)格進(jìn)一步下降、風(fēng)電制氫成本不會(huì)像干氣隨原油的價(jià)格而上漲，再加上干氣集約化利用并帶動(dòng)液化氣的集約化利用，風(fēng)電制氫未來(lái)仍有廣闊前景。