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。據(jù)了解，用風(fēng)力發(fā)電來電解水制備氫氣，每生產(chǎn)1立方米氫氣需要消耗電5.1-5.2千瓦時。其循環(huán)過程為:風(fēng)力發(fā)電—電解海水—制氫制氧—?dú)錃饽茉础l(fā)電、制熱、炊事、取暖、交通工具使用等。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，利用大規(guī)模的風(fēng)電進(jìn)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(wǎng)消納能力，也可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與煤化工、石油化工的多聯(lián)產(chǎn)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的風(fēng)電只需進(jìn)行簡單的變壓、整流處理，將電壓通過變壓器調(diào)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(fēng)電制氫的模式，風(fēng)電場就不用建設(shè)并網(wǎng)設(shè)備，風(fēng)電機(jī)組會大大簡化，風(fēng)能的利用率也可得到有效提高。
《中國能源報》曾經(jīng)報道，風(fēng)電制氫能產(chǎn)生巨大的社會環(huán)境效益。以千萬千瓦級風(fēng)電場為例，假設(shè)風(fēng)場滿發(fā)，1小時產(chǎn)生1000萬千瓦時的電，按5千瓦時電能產(chǎn)生1立方米氫氣計算，則可以生產(chǎn)200萬立方米氫氣，相當(dāng)于24000噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值的能量。
值得注意的是，此次沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目有其特殊性，項(xiàng)目將新建200兆瓦容量風(fēng)電場、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)及氫氣綜合利用系統(tǒng)。依照河北省總體氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，項(xiàng)目生產(chǎn)的一部分氫氣將用于工業(yè)生產(chǎn)，降低工業(yè)制氫產(chǎn)業(yè)中煤炭、天然氣等化石能源消耗量;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的發(fā)展。
行業(yè)人士表示，最理想的方式應(yīng)是利用大規(guī)模棄風(fēng)制氫。
難題有哪些?
目前美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家都在積極推動風(fēng)電制氫，但要真正做到產(chǎn)業(yè)化，仍有諸多問題待解。業(yè)內(nèi)人士分析稱，風(fēng)電制氫仍面臨成本與運(yùn)輸兩大難題。
據(jù)了解，目前制氫的方法主要有煤制氫、天然氣裂解制氫、甲醇制氫和電解水制氫。從每生產(chǎn)1立方米氫氣的成本來看，煤制氫成本不足1元，而即便按棄風(fēng)發(fā)電價格每千瓦時0.25元計算，風(fēng)電制氫僅電的成本就為1.25元，沒有競爭優(yōu)勢。
在運(yùn)輸方面，現(xiàn)在常用的氫氣運(yùn)輸方式有三種，一種是管道運(yùn)輸，多為現(xiàn)場制氣，氫氣產(chǎn)出后直接投入工業(yè)應(yīng)用裝置。一種為長管拖車。但一輛車僅能運(yùn)輸4000立方米，約0.36噸，運(yùn)輸效率非常低。第三種是鋼瓶運(yùn)輸，但一個40L的鋼瓶只能運(yùn)輸6方氫氣。
氫氣運(yùn)輸主要依靠車輛，運(yùn)輸成本高且費(fèi)時費(fèi)力，運(yùn)輸距離超過300千米就沒有經(jīng)濟(jì)性了;如果建立氫氣輸送管網(wǎng)，靠管道運(yùn)輸，涉及占地拆遷等問題，難度也很大。
同時，風(fēng)電制氫還面臨其他制約因素。比如，大規(guī)模風(fēng)電基地一般都缺水，而電解制氫對水資源有需求;需求氫氣的石化企業(yè)大都在沿海，而風(fēng)電機(jī)組都建設(shè)在內(nèi)陸，風(fēng)電還需借助火電的電網(wǎng)運(yùn)輸?shù)取?/p>
有專家表示，風(fēng)電制氫項(xiàng)目還是應(yīng)進(jìn)行前期分析論證，進(jìn)一步制定完善的規(guī)?；茪?、大容量儲氫、長距離輸氫、加氫站、氫能汽車等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，積累從規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)到運(yùn)行等各個環(huán)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)。
