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你聽說過“海上風(fēng)電+”嗎?國內(nèi)首個示范項目來了!

發(fā)布日期:2021/6/7    Tag:海上風(fēng)電

我國海岸線綿長,海洋資源豐富。隨著近幾年可再生能源利用的增長,我國海上風(fēng)電利用逐年上漲。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù),2021年全國發(fā)電裝機容量約23.8億千瓦,同比增長7.9%。其中,風(fēng)電裝機容量約3.3億千瓦,同比增長16.6%。


《2021年中國海洋經(jīng)濟統(tǒng)計公報》顯示,在海洋電力業(yè)方面,2021年我國海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量1690萬千瓦,是上年的5.5倍,累計裝機容量躍居世界第一。潮流能、波浪能等海洋開發(fā)利用技術(shù)的研發(fā)示范持續(xù)推進。海洋電力業(yè)全年實現(xiàn)增加值329億元,比去年增長30.5%。


根據(jù)國家中長期發(fā)展規(guī)劃,到2020年底和2050年底,風(fēng)電裝機容量分別超過200GW和1000GW。隨著風(fēng)電裝機容量的增加,大規(guī)模風(fēng)電場的聚集給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)輸送帶來了極大壓力,“棄風(fēng)”現(xiàn)象正逐步增加。


海上風(fēng)電尋求新出路


風(fēng)電制氫技術(shù)作為一種新型的儲能方式,更多地將被應(yīng)用于平仰大規(guī)模風(fēng)電場發(fā)電的不均衡性,提高風(fēng)場風(fēng)電的利用率。


通過風(fēng)電制氫,離岸風(fēng)力發(fā)電的價值得以增加,因為擁有豐富離岸風(fēng)力資源的地區(qū)可以直接生產(chǎn)綠氫,而無需額外轉(zhuǎn)換成本將所產(chǎn)生的電輸送到岸上。同時,風(fēng)能是無限、免費的能源,它能產(chǎn)生電解槽所需的電能生產(chǎn)綠氫。



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這一模式帶來了更進一步的優(yōu)勢,因為現(xiàn)場生產(chǎn)的氫氣可以通過管道輸送,與輸送電力所需的高壓直流輸電系統(tǒng)相比,管道具有更大的經(jīng)濟優(yōu)勢;對于長距離輸送大量能源而言,管道是一種更具成本效益的選擇。


根據(jù)風(fēng)電來源的不同,可以將風(fēng)電制氫技術(shù)分為并網(wǎng)型風(fēng)電制氫和離網(wǎng)型風(fēng)電制氫兩種——


· 并網(wǎng)型風(fēng)電制氫是將風(fēng)電機組接入電網(wǎng),從電網(wǎng)取電的制氫方式,比如從風(fēng)場的35kV或220kV電網(wǎng)側(cè)取電,進行電解水制氫,主要應(yīng)用于大規(guī)模風(fēng)電場的棄風(fēng)消納和儲能。


· 離網(wǎng)型風(fēng)電制氫是將單臺風(fēng)機或多臺風(fēng)機所發(fā)的電能,不經(jīng)過電網(wǎng)直接提供給電解水制氫設(shè)備進行制氫,主要應(yīng)用于分布式制氫或局部應(yīng)用于燃料電池發(fā)電供能。


從技術(shù)角度來看,風(fēng)電的隨機性、不穩(wěn)定性、波動性較大,而水電解制氫設(shè)備對電能質(zhì)量的穩(wěn)定性要求較高,頻繁的電力波動會對設(shè)備的運行壽命及氫氣的純度質(zhì)量造成影響。如何進行有效的電能匹配,提高制氫設(shè)備的可利用率需要研究探討。此外,當(dāng)前氫氣的儲存和運輸成本較高,包括氫氣儲運的安全性等都是制約氫能行業(yè)發(fā)展的瓶頸,儲運技術(shù)需進一步深入研究。


我國深遠(yuǎn)海區(qū)風(fēng)能儲量是近海的三倍以上,深遠(yuǎn)海風(fēng)電的開發(fā)具有非常大的潛力。海上風(fēng)電與海洋牧場、海上油氣、海水淡化,氫能、儲能多種能源綜合開發(fā)利用融合發(fā)展,有助于提升海域利用效率,提升項目整體效應(yīng),是海上風(fēng)電的重要發(fā)展方向。


全球首個海上風(fēng)電制氫項目——荷蘭PosHYdon項目


2019年7月初,荷蘭海王星能源公司( Neptune Energy)的 Q13a-A海上平臺被選為全球首個海上風(fēng)電制氫試驗點,項目名為PosHYdon,將把北海海域的三種能源形式:海上風(fēng)能、海上天然氣和氫能,有機統(tǒng)一到一起。該試驗由Nexstep、荷蘭退役和再利用協(xié)會(DADR)以及TNO三家機構(gòu),聯(lián)合一些荷蘭的能源行業(yè)企業(yè)共同發(fā)起。


Nepture Energy的Q13a平臺是荷蘭北海首座完全電氣化的油氣平臺,在PosHYdon項目中將被改造為制氫平臺。集裝箱式的制氫設(shè)備體積很小,絕大多數(shù)海上平臺都可以容納。PosHYdon項目旨在研究海上風(fēng)電制氫,創(chuàng)新技術(shù),并在荷蘭推廣應(yīng)用。未來,電解設(shè)備將安裝在北海其他臨近海上風(fēng)電場的海上平臺上。通過結(jié)合氫氣、天然氣、風(fēng)電三個行業(yè),為人類社會提供綠色能源,實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。


國內(nèi)首個海上風(fēng)電制氫項目——青島深遠(yuǎn)海200萬千瓦海上風(fēng)電融合示范風(fēng)場項目


據(jù)了解,青島深遠(yuǎn)海200萬千瓦海上風(fēng)電融合示范風(fēng)場項目風(fēng)電部分直接投資300億元以上,可拉動風(fēng)電場與海洋牧場一體化融合產(chǎn)業(yè)、風(fēng)電制氫、風(fēng)能海水淡化和裝備制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)合計投資500億元以上。項目實施地點距離藍(lán)谷海岸線外海70公里,水深約30米,總建設(shè)容量為200萬千瓦,達(dá)產(chǎn)后可年產(chǎn)風(fēng)電60億度,實現(xiàn)年產(chǎn)值30億元。


項目擬分兩期開發(fā),一期開發(fā)海上風(fēng)電場規(guī)模約100萬千瓦,重點對海上風(fēng)電+海洋牧場融合、漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)、遠(yuǎn)距離海上送電、余電制氫和海水淡化等進行試驗示范,開展新型風(fēng)電首臺套裝備試驗研究。二期開發(fā)約100萬千瓦,根據(jù)首期開發(fā)示范項目試驗成果和經(jīng)驗,穩(wěn)妥推進創(chuàng)新型浮體式海上風(fēng)電機組在深、遠(yuǎn)海海域的示范應(yīng)用,全面開展海上風(fēng)電+海洋牧場融合應(yīng)用和新型技術(shù)裝備等應(yīng)用,推動海上風(fēng)電+波浪發(fā)電、海上風(fēng)電+制氫儲氫、海上風(fēng)電+海水淡化、海上風(fēng)電+海洋化工、海上風(fēng)電+海洋科學(xué)研究等多樣化融合試驗與示范應(yīng)用,打造世界一流的“海上風(fēng)電+”融合項目的示范基地。