氣候變化、全球變暖是全球面臨的危機,減少碳排放、降低碳化石能源使用比例,積極發(fā)展清潔能源、可再生能源是大家達成的共識,其中發(fā)展氫能也是能源轉(zhuǎn)型技術(shù)路線之一。
英國
世界最大海上風(fēng)電場制氫
英國政府表示,Ørsted的1.4GW Hornsea 2海上風(fēng)電場將與Gigastack項目連接生產(chǎn)綠色氫氣,為英格蘭東北部的一家石油和天然氣精煉廠提供動力。該風(fēng)電場計劃于2022年建成投產(chǎn),將取代1.2GW Hornsea 1,成為世界上最大的海上風(fēng)電場。
另一個綠色氫項目Dolphyn也獲得了英國政府提供的312萬英鎊的資助。該項目計劃在英國北海4GW的漂浮式風(fēng)電場使用獨立裝置生產(chǎn)氫,根據(jù)計劃,樣機工程的最終投資決策將在2021年底前完成,并在2023年投運,2026年前實現(xiàn)在10MW機型上制氫。
由ITM Power領(lǐng)導(dǎo)的Gigastack項目,旨在通過5MW電解器輸送綠色氫,在去年結(jié)束的Gigastack項目的第一階段,ITM開發(fā)了5MW電解器模塊的設(shè)計,并研究了該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。
荷蘭
全球首個海上風(fēng)電制氫示范項目
荷蘭PosHYdon項目是世界上第一個海上風(fēng)電制氫項目。基于Q13a平臺的PosHYdon項目是世界上第一個海上風(fēng)電制氫項目,由荷蘭多家企業(yè)、機構(gòu)共同承擔(dān),以促進減排事業(yè),在北海建立新的能源模式。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。目前階段,平臺電力暫時由陸地上的電網(wǎng)通過海纜連接供應(yīng)(并按波動的海上風(fēng)電發(fā)電量來模擬),未來將改由附近的海上風(fēng)電場供應(yīng)。
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),我們可以為人類社會提供綠色能源,實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。
比利時
有望建成世界首個投運商業(yè)化海上風(fēng)電制氫項目
日前,比利時發(fā)布了一個名為“Hyport Oostende”的海上風(fēng)電制氫項目的規(guī)劃,根據(jù)其進度時間表,有望成為世界上首個投運的商業(yè)化海上風(fēng)電制氫項目。該項目由海工巨擘DEME、投資機構(gòu)PMV和比利時Ostend港共同開發(fā),在Ostend港實施。項目分兩階段,第一階段,開發(fā)一個50MW的示范項目,第二階段,開發(fā)一個規(guī)模更大的商業(yè)化項目,并在2025年前完成。
到2020年底,比利時大約會有400臺海上風(fēng)機投運,總裝機容量2.26GW。根據(jù)比利時新的海域規(guī)劃,還將新增1.75GW,總量達到4GW,大約可以供應(yīng)全國一半的電力。
法國
法國啟動首個風(fēng)電制氫計劃
一家成立于2017年的法國公司Lhyfe已開發(fā)出一種在不連接電網(wǎng)的情況下使用可再生能源通過電解生產(chǎn)氫氣的方案,并已經(jīng)籌集了800萬歐元,將于幾個月內(nèi)在法國西北部建立法國第一座風(fēng)電制氫示范工廠。同時,該企業(yè)計劃在2025年前將其概念部署到海上風(fēng)電項目中。
德國
最新海上風(fēng)電制氫戰(zhàn)略,投入20億歐元
根據(jù)一份德國經(jīng)濟與能源部正在起草的氫能發(fā)展戰(zhàn)略,德國正在考慮在海上風(fēng)電競標中,指定部分海上風(fēng)電場專門用于生產(chǎn)綠色氫氣。對于德國國內(nèi)氫能市場,草案建議在2030年前開發(fā)至少3GW的電解制氫容量,綠色氫氣占氫氣總供應(yīng)量的20%。這是一個頗有難度的目標。德國海上風(fēng)電總裝機容量為7.5GW,這是通過過去整整10年建立起來的。
提出了34條氫能發(fā)展的具體措施,目前這份草案正由其他政府部門審議中。草案中的舉措還包括總額達數(shù)十億歐元的財政支持,并強調(diào),德國應(yīng)盡快建立綠色氫氣市場,走在世界的前列。氫能戰(zhàn)略是德國能源改革——從核能和化石能源轉(zhuǎn)型為可再生能源——的組成部分。中長期,德國計劃將原本難以脫碳的行業(yè),如交通運輸、重工業(yè)、取暖等,改由氫氣作為能源。
Engie旗下的兩家公司Tractebel Engineering和Tractebel Overdick也將在德國建設(shè)一座400MW的海上風(fēng)電制氫站。
國內(nèi)第一個風(fēng)電制氫項目
作為國內(nèi)首個風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項目——沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項目近日取得新進展。根據(jù)項目方發(fā)布的消息,目前,該項目的全程建構(gòu)物結(jié)構(gòu)、全程建筑物裝飾裝修已完工,制氫設(shè)備全部安裝就位,制氫系統(tǒng)管道完成95%,下一步將對設(shè)備進行調(diào)試。
作為河北省重點項目,該項目總投資20.3億元,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(shù)合作, 引進德國風(fēng)電制氫先進技術(shù)及設(shè)備,在沽源縣建設(shè)200兆瓦容量風(fēng)電場、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)以及氫氣綜合利用系統(tǒng)三部分。該項目依照河北省總體氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃進行建設(shè),一部分氫氣用于工業(yè)生產(chǎn),降低工業(yè)制氫產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)具備發(fā)展條件時,用于建設(shè)配套加氫站網(wǎng)絡(luò),支持河北省清潔能源動力汽車發(fā)展。項目建成后,可形成年制氫1752萬標準立方米的生產(chǎn)能力,對提升壩上地區(qū)風(fēng)電消納能力具有重要意義。
風(fēng)電制氫背景
風(fēng)電制氫,就是將風(fēng)力發(fā)出的電直接通過水電解制氫設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為氫氣,通過電解水產(chǎn)生的氫氣便于長期存儲。具體的過程為:風(fēng)力發(fā)電—電解水—制氫制氧—氫氣能源—應(yīng)用到多種行業(yè),比如運輸業(yè)、工業(yè)熱加工處理、化工行業(yè)等。
國際能源署(IEA) 與中國石油經(jīng)濟技術(shù)研究院在北京聯(lián)合發(fā)布的《氫的未來—抓住今天的機遇》報告中指出,全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型背景下,氫能正迎來重要的發(fā)展機遇期,世界各國的氫能發(fā)展政策和項目數(shù)量迅速增加。與會專家認為,強化政策引導(dǎo)、破解技術(shù)瓶頸、降低應(yīng)用成本、加強國際合作是促進氫能規(guī)?;l(fā)展的重要途徑。報告預(yù)測,隨著可再生能源成本的下降以及制氫規(guī)模的擴大,到2030年,從可再生能源中制氫成本或?qū)⑾陆?0%,燃料電池、燃料補給設(shè)備和電解槽(用于電解水制氫)都將從大規(guī)模制氫中收益。
風(fēng)電制氫將提高風(fēng)能的利用率,一方面,大規(guī)模風(fēng)電的消納一直都是世界性難題,我國在這方面的問題更加突出。我國風(fēng)資源集中、規(guī)模大,遠離負荷中心,資源地市場規(guī)模小、難以就地消納;另一方面,風(fēng)電本身具有波動性和間歇性等特點,風(fēng)電并網(wǎng)需要配套建設(shè)調(diào)峰電源,而我國風(fēng)電集中的“三北”(西北、華北、東北)地區(qū),電源結(jié)構(gòu)單一,基本沒有調(diào)峰能力。此外,跨區(qū)輸電能力不足也是一個重要的制約因素。
利用棄風(fēng)來制氫能大大降低地區(qū)棄風(fēng)率,同時可以提高地區(qū)風(fēng)電裝機規(guī)模。風(fēng)電制氫、儲氫及綜合利用的研究為風(fēng)電消納提出了一種新模式。采用電網(wǎng)用電低谷時被限掉的風(fēng)電制氫,通過對制取的氫氣進行了高密度、長時間儲存。再以高效、零排放氫氣等利用,是解決風(fēng)能限電問題、提高風(fēng)能供給的連續(xù)性和穩(wěn)定性的重要技術(shù)途徑。
英國
世界最大海上風(fēng)電場制氫
英國政府表示,Ørsted的1.4GW Hornsea 2海上風(fēng)電場將與Gigastack項目連接生產(chǎn)綠色氫氣,為英格蘭東北部的一家石油和天然氣精煉廠提供動力。該風(fēng)電場計劃于2022年建成投產(chǎn),將取代1.2GW Hornsea 1,成為世界上最大的海上風(fēng)電場。
另一個綠色氫項目Dolphyn也獲得了英國政府提供的312萬英鎊的資助。該項目計劃在英國北海4GW的漂浮式風(fēng)電場使用獨立裝置生產(chǎn)氫,根據(jù)計劃,樣機工程的最終投資決策將在2021年底前完成,并在2023年投運,2026年前實現(xiàn)在10MW機型上制氫。
由ITM Power領(lǐng)導(dǎo)的Gigastack項目,旨在通過5MW電解器輸送綠色氫,在去年結(jié)束的Gigastack項目的第一階段,ITM開發(fā)了5MW電解器模塊的設(shè)計,并研究了該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。
荷蘭
全球首個海上風(fēng)電制氫示范項目
荷蘭PosHYdon項目是世界上第一個海上風(fēng)電制氫項目。基于Q13a平臺的PosHYdon項目是世界上第一個海上風(fēng)電制氫項目,由荷蘭多家企業(yè)、機構(gòu)共同承擔(dān),以促進減排事業(yè),在北海建立新的能源模式。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。目前階段,平臺電力暫時由陸地上的電網(wǎng)通過海纜連接供應(yīng)(并按波動的海上風(fēng)電發(fā)電量來模擬),未來將改由附近的海上風(fēng)電場供應(yīng)。
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),我們可以為人類社會提供綠色能源,實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。
比利時
有望建成世界首個投運商業(yè)化海上風(fēng)電制氫項目
日前,比利時發(fā)布了一個名為“Hyport Oostende”的海上風(fēng)電制氫項目的規(guī)劃,根據(jù)其進度時間表,有望成為世界上首個投運的商業(yè)化海上風(fēng)電制氫項目。該項目由海工巨擘DEME、投資機構(gòu)PMV和比利時Ostend港共同開發(fā),在Ostend港實施。項目分兩階段,第一階段,開發(fā)一個50MW的示范項目,第二階段,開發(fā)一個規(guī)模更大的商業(yè)化項目,并在2025年前完成。
到2020年底,比利時大約會有400臺海上風(fēng)機投運,總裝機容量2.26GW。根據(jù)比利時新的海域規(guī)劃,還將新增1.75GW,總量達到4GW,大約可以供應(yīng)全國一半的電力。
法國
法國啟動首個風(fēng)電制氫計劃
一家成立于2017年的法國公司Lhyfe已開發(fā)出一種在不連接電網(wǎng)的情況下使用可再生能源通過電解生產(chǎn)氫氣的方案,并已經(jīng)籌集了800萬歐元,將于幾個月內(nèi)在法國西北部建立法國第一座風(fēng)電制氫示范工廠。同時,該企業(yè)計劃在2025年前將其概念部署到海上風(fēng)電項目中。
德國
最新海上風(fēng)電制氫戰(zhàn)略,投入20億歐元
根據(jù)一份德國經(jīng)濟與能源部正在起草的氫能發(fā)展戰(zhàn)略,德國正在考慮在海上風(fēng)電競標中,指定部分海上風(fēng)電場專門用于生產(chǎn)綠色氫氣。對于德國國內(nèi)氫能市場,草案建議在2030年前開發(fā)至少3GW的電解制氫容量,綠色氫氣占氫氣總供應(yīng)量的20%。這是一個頗有難度的目標。德國海上風(fēng)電總裝機容量為7.5GW,這是通過過去整整10年建立起來的。
提出了34條氫能發(fā)展的具體措施,目前這份草案正由其他政府部門審議中。草案中的舉措還包括總額達數(shù)十億歐元的財政支持,并強調(diào),德國應(yīng)盡快建立綠色氫氣市場,走在世界的前列。氫能戰(zhàn)略是德國能源改革——從核能和化石能源轉(zhuǎn)型為可再生能源——的組成部分。中長期,德國計劃將原本難以脫碳的行業(yè),如交通運輸、重工業(yè)、取暖等,改由氫氣作為能源。
Engie旗下的兩家公司Tractebel Engineering和Tractebel Overdick也將在德國建設(shè)一座400MW的海上風(fēng)電制氫站。
國內(nèi)第一個風(fēng)電制氫項目
作為國內(nèi)首個風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項目——沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項目近日取得新進展。根據(jù)項目方發(fā)布的消息,目前,該項目的全程建構(gòu)物結(jié)構(gòu)、全程建筑物裝飾裝修已完工,制氫設(shè)備全部安裝就位,制氫系統(tǒng)管道完成95%,下一步將對設(shè)備進行調(diào)試。
作為河北省重點項目,該項目總投資20.3億元,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(shù)合作, 引進德國風(fēng)電制氫先進技術(shù)及設(shè)備,在沽源縣建設(shè)200兆瓦容量風(fēng)電場、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)以及氫氣綜合利用系統(tǒng)三部分。該項目依照河北省總體氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃進行建設(shè),一部分氫氣用于工業(yè)生產(chǎn),降低工業(yè)制氫產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)具備發(fā)展條件時,用于建設(shè)配套加氫站網(wǎng)絡(luò),支持河北省清潔能源動力汽車發(fā)展。項目建成后,可形成年制氫1752萬標準立方米的生產(chǎn)能力,對提升壩上地區(qū)風(fēng)電消納能力具有重要意義。
風(fēng)電制氫背景
風(fēng)電制氫,就是將風(fēng)力發(fā)出的電直接通過水電解制氫設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為氫氣,通過電解水產(chǎn)生的氫氣便于長期存儲。具體的過程為:風(fēng)力發(fā)電—電解水—制氫制氧—氫氣能源—應(yīng)用到多種行業(yè),比如運輸業(yè)、工業(yè)熱加工處理、化工行業(yè)等。
國際能源署(IEA) 與中國石油經(jīng)濟技術(shù)研究院在北京聯(lián)合發(fā)布的《氫的未來—抓住今天的機遇》報告中指出,全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型背景下,氫能正迎來重要的發(fā)展機遇期,世界各國的氫能發(fā)展政策和項目數(shù)量迅速增加。與會專家認為,強化政策引導(dǎo)、破解技術(shù)瓶頸、降低應(yīng)用成本、加強國際合作是促進氫能規(guī)?;l(fā)展的重要途徑。報告預(yù)測,隨著可再生能源成本的下降以及制氫規(guī)模的擴大,到2030年,從可再生能源中制氫成本或?qū)⑾陆?0%,燃料電池、燃料補給設(shè)備和電解槽(用于電解水制氫)都將從大規(guī)模制氫中收益。
風(fēng)電制氫將提高風(fēng)能的利用率,一方面,大規(guī)模風(fēng)電的消納一直都是世界性難題,我國在這方面的問題更加突出。我國風(fēng)資源集中、規(guī)模大,遠離負荷中心,資源地市場規(guī)模小、難以就地消納;另一方面,風(fēng)電本身具有波動性和間歇性等特點,風(fēng)電并網(wǎng)需要配套建設(shè)調(diào)峰電源,而我國風(fēng)電集中的“三北”(西北、華北、東北)地區(qū),電源結(jié)構(gòu)單一,基本沒有調(diào)峰能力。此外,跨區(qū)輸電能力不足也是一個重要的制約因素。
利用棄風(fēng)來制氫能大大降低地區(qū)棄風(fēng)率,同時可以提高地區(qū)風(fēng)電裝機規(guī)模。風(fēng)電制氫、儲氫及綜合利用的研究為風(fēng)電消納提出了一種新模式。采用電網(wǎng)用電低谷時被限掉的風(fēng)電制氫,通過對制取的氫氣進行了高密度、長時間儲存。再以高效、零排放氫氣等利用,是解決風(fēng)能限電問題、提高風(fēng)能供給的連續(xù)性和穩(wěn)定性的重要技術(shù)途徑。