關于酒泉風電場電力制氫可行性的探討

    提  要：大型風電場的電力上網和成本問題是發展綠色清潔新能源急需破解的難點。本文通過對酒泉風電場調研和多次實驗提出另一個綜合利用的途徑，即利用風電制氫（含制氧）。本文就其可行性、經濟和社會效益以及氫氣的特性、使用等技術進行了探討，從而獨辟蹊徑使風電場電力不需上網而得到充分利用，創造出巨大的經濟效益和社會效益。

    關鍵詞：風電  制氫  制氧  效益  儲存  輸送  使用
    1.1：歷經十多年的建設發展，甘肅省酒泉風電場已初具規模，從二OO九年起始，酒泉又開建世界首個千萬千瓦級風電基地，以“陸上三峽”之稱，即在二O二O年建成風電裝機二千萬千瓦，其發電量超過已建成的長江上游三峽水力發電站的規模，屹立在亞洲以至世界。
    由于豐富的風力資源和大規模的風電及配套產業投資和建設，有力地拉動酒泉市的投資和相關產業的快速發展。去年該市的投資增長90.97%，其中風電及其制造業投資占全市固定資產總投資的62,96%，財政收入增長107.4%，是歷年來前所未有發展新途徑。
    1.2：在酒泉風電場高速度發展的過程中，對風電發展問題的議論日益增多。尤為今年召開的全國人大、政協兩會上爭論更為激烈，爭論的焦點集中在兩個問題上；
    一是大型風電場所發電力上網難題未破解。由于風力發電受自然界各種不可控制的因素影響，非常不穩定，對電網的安全供電造成較大沖擊。
    電網的承載能力是有限的，不是上了一個風電場項目，全部風電就能被輸送出去。甚至有的專家對風電上網作現場調查后發出“在外界看來，可再生能源是環保的，可是象風電這樣不穩定的電力，卻在污染電網”。
    有的專家以內蒙風電的運行實際為例，入冬至今內蒙電網已接入風電裝機容量430.2萬千瓦。盡管在白天用電高峰期，能全部消納這些電量，但在夜晚用電低谷期，由于要確保火電、供熱機組的運行，不得不讓風機棄風停機。
    目前內蒙風電場有320萬千瓦的風電機組不能出力，比例占到80%，而夜間正是草原上風力最大、最穩定的黃金時刻，大唐電力集團公司規劃部門表示電網擴建跟不上風電發展，甘肅西部和內蒙東部一些風電場不得不時處于停產或半停產狀態。
    第二個難以破解的問題是風電成本。大型風電場的投資動輒幾十億，幾百上千億元，加上又要建設智能特高壓電網，其投入與產出都不成比例。盡管有國家政策性的上網電價補貼，但長久下去不易維系。
    另一渠道是出賣碳減排量，因大型風電場大多建設在經濟不發達的戈壁、沙漠或大草原上，按照聯合國碳交易規則其收益和兌現不是補償其投入的份額范圍，為此國家發改委接受一些行業資深人士建議，新能源產業不能憑空發展，需要聯系傳統產業，才能帶來切實可觀的經濟效益。因此，新能源產業的振興措施尚在進一步研討修訂之中。
    2.1：對于大型風電場生產的電力綜合利用問題，早就引起甘肅省老科協的老專家和專業工程技術人員的關注。通過對酒泉風電場的實地考察，反復的調研論證，我們認為，發展風電是防止地球持續變暖、減碳限排大力推廣綠色清潔能源的必由之路，目前的發展狀態僅僅是個開始，甘肅酒泉的風能儲量應該快速大力的進行開發，應該為國家的經濟建設提供大規模的綠色能源。
    但在風電利用方式，或者是模式上不能只走并網這一條路，應該大力開發除并網之外的風電能源多種利用的模式，并且應該考慮市場對清潔能源（包括多種能源產品）之急需的綜合利用之道。
    這里提出“利用風電進行電解水制氫氣、氧氣，立即、快速、直接產生巨大的經濟效益和社會效益”的方案，探索為甘肅循環經濟發展創新的一個新的模式和新的產業群的崛起做一膚淺的介紹。
    2.2：風電制氫——率先創新氫能源新時代。
    毋庸置疑，現在的大型風電場直接并網的方式因為缺少一個大型的“儲能、調控”環節，不穩定的風電是電網不歡迎和不愿意接受的。
    那么加上一個這樣的系統如何呢？好像也不現實，實用技術方面有“抽水蓄能”方式，這是一個成熟的技術方案，但是受特定的條件限制，首先要有大量的水源，還要有合適的地形高差，才能夠實現利用水流的落差能量進行調控發電，從而得到穩定的可控制的電能，從規模上看也是差距太大。如劉家峽水電站十分巨大的水壩和5臺水輪發電機組，其總設計發電量也就是130萬千瓦，實際上平均發電量不足100萬千瓦，假設要將1千萬千瓦的電能進行這樣的抽水儲能，那就要搞十個劉家峽水電站和儲能水庫，是現有劉家峽水電站的十倍規模的上、下水庫和10倍的發電機組才能夠滿足需要，大概的想一想就知道，這幾乎是不可能的事。