風電制氫，會不會成為下一個風口？

 

　　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。

 

 

　　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。

 

 

　　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。