關(guān)于酒泉風(fēng)電場(chǎng)電力制氫可行性的探討

    提  要：大型風(fēng)電場(chǎng)的電力上網(wǎng)和成本問題是發(fā)展綠色清潔新能源急需破解的難點(diǎn)。本文通過對(duì)酒泉風(fēng)電場(chǎng)調(diào)研和多次實(shí)驗(yàn)提出另一個(gè)綜合利用的途徑，即利用風(fēng)電制氫（含制氧）。本文就其可行性、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益以及氫氣的特性、使用等技術(shù)進(jìn)行了探討，從而獨(dú)辟蹊徑使風(fēng)電場(chǎng)電力不需上網(wǎng)而得到充分利用，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

    關(guān)鍵詞：風(fēng)電  制氫  制氧  效益  儲(chǔ)存  輸送  使用
    1.1：歷經(jīng)十多年的建設(shè)發(fā)展，甘肅省酒泉風(fēng)電場(chǎng)已初具規(guī)模，從二OO九年起始，酒泉又開建世界首個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地，以“陸上三峽”之稱，即在二O二O年建成風(fēng)電裝機(jī)二千萬(wàn)千瓦，其發(fā)電量超過已建成的長(zhǎng)江上游三峽水力發(fā)電站的規(guī)模，屹立在亞洲以至世界。
    由于豐富的風(fēng)力資源和大規(guī)模的風(fēng)電及配套產(chǎn)業(yè)投資和建設(shè)，有力地拉動(dòng)酒泉市的投資和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。去年該市的投資增長(zhǎng)90.97%，其中風(fēng)電及其制造業(yè)投資占全市固定資產(chǎn)總投資的62,96%，財(cái)政收入增長(zhǎng)107.4%，是歷年來(lái)前所未有發(fā)展新途徑。
    1.2：在酒泉風(fēng)電場(chǎng)高速度發(fā)展的過程中，對(duì)風(fēng)電發(fā)展問題的議論日益增多。尤為今年召開的全國(guó)人大、政協(xié)兩會(huì)上爭(zhēng)論更為激烈，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)集中在兩個(gè)問題上；
    一是大型風(fēng)電場(chǎng)所發(fā)電力上網(wǎng)難題未破解。由于風(fēng)力發(fā)電受自然界各種不可控制的因素影響，非常不穩(wěn)定，對(duì)電網(wǎng)的安全供電造成較大沖擊。
    電網(wǎng)的承載能力是有限的，不是上了一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目，全部風(fēng)電就能被輸送出去。甚至有的專家對(duì)風(fēng)電上網(wǎng)作現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后發(fā)出“在外界看來(lái)，可再生能源是環(huán)保的，可是象風(fēng)電這樣不穩(wěn)定的電力，卻在污染電網(wǎng)”。
    有的專家以內(nèi)蒙風(fēng)電的運(yùn)行實(shí)際為例，入冬至今內(nèi)蒙電網(wǎng)已接入風(fēng)電裝機(jī)容量430.2萬(wàn)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(jī)組的運(yùn)行，不得不讓風(fēng)機(jī)棄風(fēng)停機(jī)。
    目前內(nèi)蒙風(fēng)電場(chǎng)有320萬(wàn)千瓦的風(fēng)電機(jī)組不能出力，比例占到80%，而夜間正是草原上風(fēng)力最大、最穩(wěn)定的黃金時(shí)刻，大唐電力集團(tuán)公司規(guī)劃部門表示電網(wǎng)擴(kuò)建跟不上風(fēng)電發(fā)展，甘肅西部和內(nèi)蒙東部一些風(fēng)電場(chǎng)不得不時(shí)處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)。
    第二個(gè)難以破解的問題是風(fēng)電成本。大型風(fēng)電場(chǎng)的投資動(dòng)輒幾十億，幾百上千億元，加上又要建設(shè)智能特高壓電網(wǎng)，其投入與產(chǎn)出都不成比例。盡管有國(guó)家政策性的上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼，但長(zhǎng)久下去不易維系。
    另一渠道是出賣碳減排量，因大型風(fēng)電場(chǎng)大多建設(shè)在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的戈壁、沙漠或大草原上，按照聯(lián)合國(guó)碳交易規(guī)則其收益和兌現(xiàn)不是補(bǔ)償其投入的份額范圍，為此國(guó)家發(fā)改委接受一些行業(yè)資深人士建議，新能源產(chǎn)業(yè)不能憑空發(fā)展，需要聯(lián)系傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，才能帶來(lái)切實(shí)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，新能源產(chǎn)業(yè)的振興措施尚在進(jìn)一步研討修訂之中。
    2.1：對(duì)于大型風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)的電力綜合利用問題，早就引起甘肅省老科協(xié)的老專家和專業(yè)工程技術(shù)人員的關(guān)注。通過對(duì)酒泉風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)地考察，反復(fù)的調(diào)研論證，我們認(rèn)為，發(fā)展風(fēng)電是防止地球持續(xù)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(fā)展?fàn)顟B(tài)僅僅是個(gè)開始，甘肅酒泉的風(fēng)能儲(chǔ)量應(yīng)該快速大力的進(jìn)行開發(fā)，應(yīng)該為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供大規(guī)模的綠色能源。
    但在風(fēng)電利用方式，或者是模式上不能只走并網(wǎng)這一條路，應(yīng)該大力開發(fā)除并網(wǎng)之外的風(fēng)電能源多種利用的模式，并且應(yīng)該考慮市場(chǎng)對(duì)清潔能源（包括多種能源產(chǎn)品）之急需的綜合利用之道。
    這里提出“利用風(fēng)電進(jìn)行電解水制氫氣、氧氣，立即、快速、直接產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益”的方案，探索為甘肅循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)新的一個(gè)新的模式和新的產(chǎn)業(yè)群的崛起做一膚淺的介紹。
    2.2：風(fēng)電制氫——率先創(chuàng)新氫能源新時(shí)代。
    毋庸置疑，現(xiàn)在的大型風(fēng)電場(chǎng)直接并網(wǎng)的方式因?yàn)槿鄙僖粋€(gè)大型的“儲(chǔ)能、調(diào)控”環(huán)節(jié)，不穩(wěn)定的風(fēng)電是電網(wǎng)不歡迎和不愿意接受的。
    那么加上一個(gè)這樣的系統(tǒng)如何呢？好像也不現(xiàn)實(shí)，實(shí)用技術(shù)方面有“抽水蓄能”方式，這是一個(gè)成熟的技術(shù)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?qū)崿F(xiàn)利用水流的落差能量進(jìn)行調(diào)控發(fā)電，從而得到穩(wěn)定的可控制的電能，從規(guī)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(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，其總設(shè)計(jì)發(fā)電量也就是130萬(wàn)千瓦，實(shí)際上平均發(fā)電量不足100萬(wàn)千瓦，假設(shè)要將1千萬(wàn)千瓦的電能進(jìn)行這樣的抽水儲(chǔ)能，那就要搞十個(gè)劉家峽水電站和儲(chǔ)能水庫(kù)，是現(xiàn)有劉家峽水電站的十倍規(guī)模的上、下水庫(kù)和10倍的發(fā)電機(jī)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。