中國能源新聞網(wǎng)記者曲藝

在全球降碳減排的大背景下，“氫”風(fēng)勁吹，掀起海浪。海上風(fēng)電制氫是未來綠氫生產(chǎn)的主力軍之一。全球范圍內(nèi)已經(jīng)公布的電解水制氫項目儲備總規(guī)模達200萬千瓦，約有一半來自海上風(fēng)電制氫。根據(jù)《中國海洋能源發(fā)展報告2022》（以下簡稱《報告》），歐洲發(fā)達國家正在加速建設(shè)北海海域的海洋氫能產(chǎn)業(yè)集群，我國沿海省市也已將海上風(fēng)電制氫技術(shù)以及建設(shè)海上能源島等內(nèi)容納入能源規(guī)劃，海洋氫能富礦期待深挖。

(資料圖)

歐洲引領(lǐng)海上風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展

海洋可再生能源開發(fā)以海上風(fēng)電為主，隨著海上風(fēng)電開發(fā)進入深遠海區(qū)域，電力送出和能源存儲成為普遍難題。《報告》指出，為打破深遠海可再生能源開發(fā)瓶頸，歐洲國家率先提出海上風(fēng)電制氫模式，發(fā)揮氫能作為可再生能源規(guī)模化高效利用的重要載體作用及其大規(guī)模、長周期儲能優(yōu)勢，實現(xiàn)電能向氫燃料的異質(zhì)能源轉(zhuǎn)化。

《報告》預(yù)計，這種方式能使可再生能源克服電力基礎(chǔ)設(shè)施的限制，從而獲得參與區(qū)域乃至全球能源貿(mào)易的能力，氫能將成為繼LNG之后新的跨境能源商品。

此外，依托海上風(fēng)電項目，歐洲國家制氫能力優(yōu)勢明顯。《報告》顯示，規(guī)模化發(fā)展是海上風(fēng)電行業(yè)的顯著趨勢，技術(shù)進步使得風(fēng)力發(fā)電機組單機容量已經(jīng)攀升至1萬千瓦以上，百萬千瓦裝機量的風(fēng)電場數(shù)量逐年增加，項目規(guī)模疊加充沛的年發(fā)電小時數(shù)，使得規(guī)模化綠氫生產(chǎn)成為可能。

《報告》認為，歐洲國家正在引領(lǐng)海上風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。歐洲國家環(huán)保監(jiān)管力度日益加大，沿海工業(yè)園區(qū)脫碳需求激增。歐洲北海港口群集聚了全球重要煉油、化工和鋼鐵企業(yè)，是典型的氫能消費中心，大量綠氫需求正在帶動海上風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。丹麥、荷蘭、英國等國家毗鄰北海海域且海洋可再生能源資源豐富，面對新能源在電網(wǎng)滲透率提升而傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足的情況，發(fā)電企業(yè)通過培育制氫業(yè)務(wù)，提升可再生能源消納水平。

資料顯示，自2019年起，荷蘭、德國、丹麥等多個歐洲國家制定了氫能發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃或路線圖，并啟動多個海上風(fēng)電制氫項目。其中，由丹麥沃旭能源公司投資建設(shè)的首個商業(yè)化海上風(fēng)電制氫示范項目H2RES，將利用哥本哈根AvedoreHolme港口的2臺3600千瓦的海上風(fēng)機配合2000千瓦電解槽在岸上進行綠氫生產(chǎn)，預(yù)計投產(chǎn)后綠氫產(chǎn)能可達到1000千克/天。

根據(jù)國際能源署（IEA）預(yù)測，全球電解水制氫裝機規(guī)模到2030年前或增至1億千瓦以上，發(fā)展?jié)摿κ挚捎^。

我國加速深化布局海洋氫能產(chǎn)業(yè)

聚焦我國，《報告》顯示，我國海上風(fēng)電制氫從2020年起步，在“雙碳”目標和相關(guān)政策指引下，各級政府關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展，企業(yè)正加快相關(guān)布局。

談及我國發(fā)展海洋氫能的必要性，中海油研究總院新能源研究院氫能及儲能首席工程師于廣欣表示，首先要認準氫能舉足輕重的地位。一方面，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》發(fā)布，國家氫能戰(zhàn)略定位明確，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。另一方面，《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，開展可再生能源制儲氫（氨）、氫電耦合等氫儲能示范應(yīng)用。氫能作為新型儲能的多元化技術(shù)路線選擇之一，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐，也是催生國內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國際戰(zhàn)略新高地的重要領(lǐng)域。

其次，海上風(fēng)電制氫是促進我國海上風(fēng)電消納的重要舉措。于廣欣認為，國內(nèi)近海風(fēng)電資源開發(fā)趨于尾聲，走向深遠海是海上風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢，也將面臨電力送出與消納難題。傳統(tǒng)特高壓交流輸電在離岸100千米以上時能量損失較大、影響經(jīng)濟性；改用特高壓直流輸電可減少電損，但會增加海上電力輸送成本。我國的氫氣消費中心主要集中在沿海，開發(fā)海上風(fēng)電制氫可實現(xiàn)綠氫就近生產(chǎn)利用，同時帶動深遠海風(fēng)電開發(fā)與消納，并解決風(fēng)電的波動性問題，增加整個能源系統(tǒng)的靈活性和多樣性，節(jié)省海纜和升壓站投資，規(guī)避上網(wǎng)電價和電網(wǎng)消納的制約。

“海上風(fēng)電制氫使深遠海風(fēng)電開發(fā)成為可能，將是未來綠氫生產(chǎn)的關(guān)鍵路徑。”于廣欣說。

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國已有20多個省區(qū)發(fā)布氫能規(guī)劃和指導(dǎo)意見，搶占氫能“賽道”，提出推廣海上風(fēng)電綜合利用技術(shù)，開展可再生能源制氫示范，推進海水制氫技術(shù)研發(fā)，推動海洋能發(fā)電在島嶼供電、深遠海開發(fā)、海上能源補給等領(lǐng)域應(yīng)用。

另外，央企、氫能制儲輸用產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)企業(yè)也紛紛加碼。于廣欣透露，《中國海油“碳達峰、碳中和”行動方案》明確了其海洋氫能發(fā)展的方向和目標。該《方案》要求，探索發(fā)展規(guī)模化制氫產(chǎn)業(yè)，堅持以綠氫為主攻方向，2030年可再生能源發(fā)電裝機規(guī)模達到1550萬千瓦、綠氫產(chǎn)量達到10萬噸，2050年可再生能源發(fā)電裝機規(guī)模達到3.1億千瓦、綠氫產(chǎn)量達到500萬噸。

同時，積極推進海上綠氫和新能源融合發(fā)展。傳統(tǒng)油氣及煉油化工生產(chǎn)減碳壓力漸增，急需綠電綠氫等零碳能源輸入；新能源電力消納受電網(wǎng)制約明顯，政策端要求強制配置儲能，開發(fā)綠氫等新能源電力消納新技術(shù)迫在眉睫；綠氫具有“雙載體”功能，同時滿足海上風(fēng)電等新能源電力消納或產(chǎn)品輸出，以及油氣及下游脫碳需求。

加強技術(shù)攻關(guān)促進降本增效

“不容忽視的是，海洋氫能發(fā)展存在制儲輸用產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成、成本高等制約因素。”于廣欣表示，海上風(fēng)電制氫電解槽等關(guān)鍵設(shè)備基本成熟，但經(jīng)濟性仍面臨挑戰(zhàn)。

主流的質(zhì)子交換膜和堿性水電解制氫技術(shù)日趨成熟。國內(nèi)1000標準立方米/小時及以上的堿性電解槽的生產(chǎn)能力、技術(shù)經(jīng)濟指標方面具有優(yōu)勢，PEM電解槽已開發(fā)單堆1000千瓦并進入示范階段。現(xiàn)階段綠氫成本是化石燃料制氫成本的2—5倍，其中電耗成本（50%—60%）和電解槽投資折舊（30%—40%）是主要的成本構(gòu)成。過去十年，海上風(fēng)電度電成本和質(zhì)子交換膜電解槽制造成本分別下降60%和50%，推動海上風(fēng)電制氫進入快速降本通道，預(yù)計未來仍有較大下降空間，主要取決于全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模化降低成本、關(guān)鍵技術(shù)提高效率、碳稅政策支持等。彭博新能源財經(jīng)（BNEF）預(yù)測，我國海上風(fēng)電制氫成本將逐步下降至2025年5.8美元/千克、2030年3.8美元/千克。

于廣欣呼吁，海上風(fēng)電制氫仍須加強技術(shù)裝備研發(fā)，降低投資成本，創(chuàng)新項目開發(fā)模式，形成更豐富、更經(jīng)濟的多能源產(chǎn)品輸出方案。

記者了解到，在技術(shù)領(lǐng)域，中國海油將以“十四五”重大科技項目關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)為抓手，重點研發(fā)具有海油特色的綠氫關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，支撐未來海上綠氫發(fā)展。分析研判國內(nèi)外海上風(fēng)電制氫及一體化發(fā)展，開展海上氫能工程、海上高效儲運氫關(guān)鍵技術(shù)研究。推進依托海上油氣、新能源示范項目的綠氫應(yīng)用示范研究，為解決大規(guī)模海上風(fēng)電制氫、氫氣產(chǎn)品送出和利用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

《報告》預(yù)計，隨著我國海上風(fēng)電向深遠海集中連片規(guī)模化開發(fā)，離網(wǎng)型的集中式或分布式制氫方案是未來發(fā)展的主要方向。

政策方面，于廣欣建議，扶持示范工程建設(shè)及海上氫能裝備制造，多管齊下加速海上風(fēng)電制氫的商業(yè)化步伐。加快綠氫認證體系建設(shè)，推動綠氫減排量納入碳市場，提高海上風(fēng)電制氫經(jīng)濟性，逐步探索建設(shè)全國性綠氫交易所。

責(zé)任編輯：沈馨蕊

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