深遠海風電制氫極具前景，或將成海洋可再生能源消納應用主要方式

作者 | 氫促會

海上風電具有資源豐富、發電利用效率高、不占用土地資源、適宜大規模開發等優勢。全球海上風電產業規?？焖侔l展，在地緣緊張局勢影響下，多個歐洲國家加快了新能源轉型步伐，在大幅提升海上風電裝機目標的同時，也加速項目布局。同時，海上風電的技術進步降低了建設成本，打開了市場發展空間。

據世界海上風電論壇統計數據，截至2022年，全球海上風電累計裝機容量達57.6吉瓦。2022年，全球海上風電新增裝機容量9.4吉瓦。我國海上風能資源豐富，截至2022年，我國海上風電累計裝機容量達3051萬千瓦，約占世界海上風電總容量的44%，持續保持海上風電裝機容量全球第一，并加速向深遠海發展。

隨著海上風電的大規模發展，海上電力尤其深遠?？稍偕娏斔汀⑾{成為問題，利用海上風電制氫是解決海上風電大規模并網消納難，深遠海電力送出成本高等問題的有效路徑。海上風電制氫主要有兩種方案，一種是陸上電解水制氫方案，另一種是海上電解水制氫方案。陸上電解水制氫即電力經海底電纜、升壓站等設施輸送至陸上電解水制氫系統，在陸上完成氫氣的制取和儲運；海上電解水制氫方案分為海上集中式電解水制氫、海上分布式電解水制氫。

陸上電解水制氫示意圖

海上集中式電解水制氫，海上風電機組產生的電力通過風電場集電海纜匯集到海上電解水制氫平臺，在該平臺完成制氫后，經由輸氣管道傳輸至岸上。集中式電解水制氫可以借助已有的海上油氣平臺或油氣管道，將油氣平臺改造為制氫平臺，有效降低項目投資成本；海上分布式電解水制氫，在每臺風電機組塔底平臺上安裝模塊化的制氫設備，直接在風電機組側制氫，產生的氫氣通過小尺寸輸氣管道匯集到收集歧管，壓縮或直接通過更大直徑管道傳輸至岸上。分布式電解水制氫最大程度地用輸氫管道替換了海上輸電設施，降低了能量送出成本。

海上集中式電解水制氫示意圖

海上分布式電解水制氫示意圖

全球范圍內，以英國、德國、荷蘭為代表的國家紛紛布局海上風電制氫，荷蘭、德國、丹麥等歐洲國家均已有百萬千瓦級以上的海上風電制氫規劃。全球范圍內已經公布的電解水制氫項目儲備總規模達到3200萬千瓦，約有一半來自于海上風電制氫。

國外海上風電制氫典型項目（資料來源：氫促會不完全統計）

我國海上風電發展迅速，國內大型風電場裝機容量快速增長，已成為推動海洋經濟和新能源產業快速發展的重要支撐。2022年，國家發改委、能源局出臺《“十四五”現代能源體系規劃》《“十四五”可再生能源發展規劃》等政策，提出有序推進海上風電基地建設，加快推動海上風電集群化開發，重點建設山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大海上風電基地，將推動海上風電更高速發展。

我國海上風電相關政策（資料來源：氫促會整理）

隨著海上風電高速發展，海上風電大規模并網消納難、深遠海電力送出成本高等問題凸顯。海上風電制氫是解決消納、輸送的有效路徑。海上風電制氫具有發展優勢：一是通過海上風電電解水制取氫氣，有效緩解海上風電快速增長和電網建設慢之間的矛盾，提高風能利用率。制取氫氣可以通過天然氣管道或船舶輸送，將棄電變為有價值的氫氣；二是加速海上風電成本降低，通過“海上風電+海洋牧場+風電制氫”的新經濟模式，實現海洋經濟的綜合開發利用，助力海上風電和綠氫產業發展。

海上風電制氫同樣也面臨挑戰：一是海上風電輸出功率具有隨機性、波動性，頻繁的電力波動會影響電解設備的運行壽命，需要進一步優化整體系統的穩定性和連續性；二是針對海水電解效率低，海水對電解槽部件造成腐蝕，海水中雜質導致催化劑失活等問題，需要持續投入研究。

我國海上風電制氫典型項目（資料來源：氫促會不完全統計）

未來，海上風電向大型化，深遠海，漂浮式和海洋經濟綜合開發的方向發展。綜合發展海上風電制氫技術，可以有效提高海上風能利用率，并為海上風電向深遠海發展提供新方向。制取的綠氫可以應用于電力、化工、交通等領域脫碳，助力實現雙碳目標。

氫促會認為：海上風電制氫是未來綠氫規?；緩街唬翘岣吆Ｉ巷L能利用率，促進海上風電消納的有效路徑。我國目前尚處于探索階段，缺乏頂層設計、成熟示范項目經驗和商業模式。同時，還有諸多技術難題、經濟性問題有待解決。要充分借鑒國際海上風電制氫項目開發經驗，因地制宜探索科學合理的海上風電制氫系統方案，開展關鍵核心技術的國產化攻關，完善海上風電制氫配套基礎設施建設。