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風(fēng)電制氫前景待考

   2019-07-25 中國能源報
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核心提示:核心閱讀從技術(shù)上看,直接利用風(fēng)能進(jìn)行電解水制氫,制氫設(shè)備需要克服風(fēng)能波動性帶來的問題。從經(jīng)濟(jì)性上看,風(fēng)電制氫成本目前維持

核心閱讀

從技術(shù)上看,直接利用風(fēng)能進(jìn)行電解水制氫,制氫設(shè)備需要克服風(fēng)能波動性帶來的問題。從經(jīng)濟(jì)性上看,風(fēng)電制氫成本目前維持在20-30元/千克,而煤制氫成本能夠控制在12元/千克的水平。即使是用棄掉的風(fēng)電制氫也存在較高成本,如何界定“棄風(fēng)”成本仍需探究。

近日,吉林白城市與國家電投吉林電力股份有限公司簽定風(fēng)能制氫一體化項(xiàng)目協(xié)議,計(jì)劃利用風(fēng)電進(jìn)行電解水制氫,打造零排放的“綠色氫氣”產(chǎn)業(yè)鏈。這是繼河北沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目落地后,我國又一風(fēng)電資源富集地走上風(fēng)電制氫之路。站在氫能的風(fēng)口,風(fēng)電制氫到底有沒有前景?

“棄風(fēng)”制氫可持續(xù)嗎

我國風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”地區(qū)、東南沿海等,但多年來,受到電力消納能力的限制,我國目前仍存在一定的“棄風(fēng)”現(xiàn)象。然而隨著國家大力推廣氫能,風(fēng)電資源豐富卻發(fā)電受限的地區(qū)看到了契機(jī)。

以“棄風(fēng)”制氫,對地方政府而言,不僅解決了本地風(fēng)電消納難題,突破了外送電力的限制,更可能為地方帶來千億元級的“氫能經(jīng)濟(jì)”??雌饋硪慌e多得,現(xiàn)實(shí)果真如此嗎?有業(yè)內(nèi)人士指出,棄掉的風(fēng)電也存在成本,如何界定“棄風(fēng)”成本仍需探究。

“使用棄風(fēng)電量制氫是一個偽命題,其邏輯錯誤在于將‘棄風(fēng)限電’視為一種正常普遍情況。然而,依據(jù)《可再生能源法》等法律法規(guī)的規(guī)定,對于風(fēng)電等可再生能源電力,應(yīng)該實(shí)施全額保障性收購政策。”中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖認(rèn)為,“現(xiàn)在所謂的用‘棄風(fēng)電’采暖也好,制氫也罷,本質(zhì)上應(yīng)該是一種消納低谷電量的方式,但低谷電量不能等同于棄風(fēng)電量。”

北京低碳清潔能源研究院新能源中心助理主任何廣利表示:“棄風(fēng)制氫并不是一種可持續(xù)的模式。‘棄風(fēng)制氫’的概念已問世多年,但到目前為止,仍沒有適合推廣的模式。由于風(fēng)力發(fā)電本身具有波動性,而‘棄風(fēng)’更是具有隨機(jī)性,在無法并入電網(wǎng)的情況下,直接利用不穩(wěn)定發(fā)電來源對制氫設(shè)備壽命、可靠性將造成負(fù)面影響且經(jīng)濟(jì)性有待商榷。”

風(fēng)電制氫仍面臨高成本制約

記者進(jìn)一步了解到,風(fēng)電制氫作為一種低碳綠色的制氫方法,早在100多年前就已問世。發(fā)展至今日,全球范圍內(nèi)常見的風(fēng)電制氫系統(tǒng)主要構(gòu)成包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、電解槽、氫氣儲藏系統(tǒng)、電網(wǎng)等。資料顯示,我國的風(fēng)電制氫項(xiàng)目通常采用的有兩種模式。一種則是首先利用風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng),按照總量在制氫的用電端通過電網(wǎng)供電實(shí)現(xiàn)制氫。這樣一來,電網(wǎng)解決了風(fēng)電本身的波動性問題,制氫設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行,但仍需依賴當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng),相關(guān)費(fèi)用也將折算入風(fēng)電制氫的成本中。另一種則是利用風(fēng)電直接連接設(shè)備進(jìn)行制氫,但風(fēng)電的波動性將對設(shè)備壽命造成不利影響。

有專家指出,隨著國家電力系統(tǒng)發(fā)展,未來我國電力市場將實(shí)現(xiàn)供需平衡,按照風(fēng)電足額上網(wǎng)、以正常的電力價格進(jìn)行制氫成本核算,才是衡量風(fēng)電制氫是否具有經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。

何廣利指出,以上述兩種方式進(jìn)行風(fēng)電制氫,氫制備成本目前均維持在20-30元/千克左右,而煤制氫成本則能夠控制在12元/千克的水平,從經(jīng)濟(jì)性上來看,風(fēng)電制氫仍不具備優(yōu)勢。

秦海巖認(rèn)為,氫能作為二次能源,它的獲取離不開一次能源,無論是可再生能源,還是化石能源,在技術(shù)上都能夠用于制氫。因此,氫能是不是清潔能源,不能只考慮在使用中氫能是零排放,更要考慮制氫的過程中,是不是清潔,是不是低碳。

也有業(yè)內(nèi)人士向記者表示,煤制氫技術(shù)路線生產(chǎn)的氫氣并非“綠色氫氣”,生態(tài)環(huán)境成本沒有計(jì)算其中。對比煤制氫和風(fēng)電制氫的成本并不能僅僅著眼于生產(chǎn)制造成本。

大規(guī)模推廣仍待時日

盡管全國多地都有“綠色制氫”示范項(xiàng)目的建設(shè)計(jì)劃,業(yè)內(nèi)專家指出,對風(fēng)電制氫來說,找到合適的發(fā)展模式并進(jìn)行大規(guī)模推廣,仍需時日。

從技術(shù)層面來說,何廣利告訴記者,直接利用風(fēng)能進(jìn)行電解水制氫,制氫設(shè)備仍需要克服風(fēng)能波動性帶來的問題。“就目前技術(shù)水平來看,直接利用風(fēng)電進(jìn)行電解水,針對風(fēng)電的波動性,控制設(shè)備的響應(yīng)時間是需要突破的技術(shù)難點(diǎn)。根據(jù)日本研究報告,波動性和頻繁啟停對堿性電解水壽命有很大影響,但國內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)較少,風(fēng)電波動對電解水設(shè)備造成的影響仍有待深入研究。”何廣利說。

同時,何廣利指出,就目前情況來看,堿性電解水制氫這一技術(shù)已經(jīng)走向成熟,但這一成熟技術(shù)仍需要在穩(wěn)定工況下進(jìn)行。“將不穩(wěn)定發(fā)電的風(fēng)電轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)供電,不論是并入電網(wǎng)或是加上區(qū)域儲能系統(tǒng),都將帶來額外的經(jīng)濟(jì)投入。”何廣利說。

多位業(yè)內(nèi)人士指出,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)遵循市場規(guī)律,由市場主體決定走什么樣的技術(shù)路線,在市場機(jī)制的引導(dǎo)下逐步邁向成熟,最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。(■本報實(shí)習(xí)記者李麗?)



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