制氢：海上风电开发新技能

我国海岸线绵长，海洋资源丰富。随着近几年可再生能源利用的增长，我国海上风电利用逐年上涨。根据国家能源局统计数据，2021年全国发电装机容量约23.8亿千瓦，同比增长7.9%。其中，风电装机容量约3.3亿千瓦，同比增长16.6%。

《2021年中国海洋经济统计公报》显示，在海洋电力业方面，2021年我国海上风电新增并网容量1690万千瓦，是上年的5.5倍，累计装机容量跃居世界第一。潮流能、波浪能等海洋开发利用技术的研发示范持续推进。海洋电力业全年实现增加值329亿元，比去年增长30.5%。

根据国家中长期发展规划，到2020年底和2050年底，风电装机容量分别超过200GW和1000GW。随着风电装机容量的增加，大规模风电场的聚集给当地电网输送带来了极大压力，“弃风”现象正逐步增加。

海上风电寻求新出路

风电制氢技术作为一种新型的储能方式，更多地将被应用于平仰大规模风电场发电的不均衡性，提高风场风电的利用率。

通过风电制氢，离岸风力发电的价值得以增加，因为拥有丰富离岸风力资源的地区可以直接生产绿氢，而无需额外转换成本将所产生的电输送到岸上。同时，风能是无限、免费的能源，它能产生电解槽所需的电能生产绿氢。

这一模式带来了更进一步的优势，因为现场生产的氢气可以通过管道输送，与输送电力所需的高压直流输电系统相比，管道具有更大的经济优势；对于长距离输送大量能源而言，管道是一种更具成本效益的选择。

根据风电来源的不同，可以将风电制氢技术分为并网型风电制氢和离网型风电制氢两种——

并网型风电制氢是将风电机组接入电网，从电网取电的制氢方式，比如从风场的35kV或220kV电网侧取电，进行电解水制氢，主要应用于大规模风电场的弃风消纳和储能。

离网型风电制氢是将单台风机或多台风机所发的电能，不经过电网直接提供给电解水制氢设备进行制氢，主要应用于分布式制氢或局部应用于燃料电池发电供能。

从技术角度来看，风电的随机性、不稳定性、波动性较大，而水电解制氢设备对电能质量的稳定性要求较高，频繁的电力波动会对设备的运行寿命及氢气的纯度质量造成影响。如何进行有效的电能匹配，提高制氢设备的可利用率需要研究探讨。此外，当前氢气的储存和运输成本较高，包括氢气储运的安全性等都是制约氢能行业发展的瓶颈，储运技术需进一步深入研究。

我国深远海区风能储量是近海的三倍以上，深远海风电的开发具有非常大的潜力。海上风电与海洋牧场、海上油气、海水淡化，氢能、储能多种能源综合开发利用融合发展，有助于提升海域利用效率，提升项目整体效应，是海上风电的重要发展方向。

全球首个海上风电制氢项目——荷兰PosHYdon项目

2019年7月初，荷兰海王星能源公司（ Neptune Energy）的 Q13a-A海上平台被选为全球首个海上风电制氢试验点，项目名为PosHYdon，将把北海海域的三种能源形式：海上风能、海上天然气和氢能，有机统一到一起。该试验由Nexstep、荷兰退役和再利用协会（DADR）以及TNO三家机构，联合一些荷兰的能源行业企业共同发起。

Nepture Energy的Q13a平台是荷兰北海首座完全电气化的油气平台，在PosHYdon项目中将被改造为制氢平台。集装箱式的制氢设备体积很小，绝大多数海上平台都可以容纳。PosHYdon项目旨在研究海上风电制氢，创新技术，并在荷兰推广应用。未来，电解设备将安装在北海其他临近海上风电场的海上平台上。通过结合氢气、天然气、风电三个行业，为人类社会提供绿色能源，实现能源转型。

国内首个海上风电制氢项目——青岛深远海200万千瓦海上风电融合示范风场项目

据了解，青岛深远海200万千瓦海上风电融合示范风场项目风电部分直接投资300亿元以上，可拉动风电场与海洋牧场一体化融合产业、风电制氢、风能海水淡化和装备制造等相关产业合计投资500亿元以上。项目实施地点距离蓝谷海岸线外海70公里，水深约30米，总建设容量为200万千瓦，达产后可年产风电60亿度，实现年产值30亿元。
项目拟分两期开发，一期开发海上风电场规模约100万千瓦，重点对海上风电+海洋牧场融合、漂浮式风机基础、远距离海上送电、余电制氢和海水淡化等进行试验示范，开展新型风电首台套装备试验研究。二期开发约100万千瓦，根据首期开发示范项目试验成果和经验，稳妥推进创新型浮体式海上风电机组在深、远海海域的示范应用，全面开展海上风电+海洋牧场融合应用和新型技术装备等应用，推动海上风电+波浪发电、海上风电+制氢储氢、海上风电+海水淡化、海上风电+海洋化工、海上风电+海洋科学研究等多样化融合试验与示范应用，打造世界一流的“海上风电+”融合项目的示范基地。