广东省是我国海上风电大省,全省海上风电规划装机容量为6685万kW,抓住机遇、提前布局“海上风电+氢能”势在必行。但是,海上风电大规模投产后将面临消纳、并网等难题。海上风电制氢突破了传统的氢能概念,可以利用海上风电直接制备氢气,风电机组产生的电能通过水电解制氢设备后以电解水的方式产生氢气,氢能是优质的战略能源,发展海上风电制氢产业大有可为。

一、实现碳达峰、碳中和目标
资料显示,我国将在2030年实现碳达峰,国内氢气的年需求量将达到3715万t;2060年实现碳中和,氢气的年需求量将增至1.3亿t左右。据统计,2020年我国氢气产量为2050万t,距离实现碳达峰、碳中和还存在一定差距,制氢发展大有可为。海上风电制氢属于“绿氢”,可真正实现二氧化碳零排放,对环境友好,发展绿氢是广东省践行双碳目标的优良选择。
二、完善氢能产业链
目前,广东省氢能供给来源依旧以碳排放最高的煤制氢为主,风电制氢是氢能产业链中制氢环节的一部分,可以助力制氢环节深度脱碳,扩大绿氢在供给中的占比。海上风电制氢产业链包括上游氢的制备处理、中游氢的储运加注、下游氢的综合应用和公共服务等环节。海上风电制氢能促进产业链上、中游加速发展,与下游储氢、运氢、加氢、燃料电池等应用领域发展相互牵引,推动电解槽机构聚集,形成规模经济效应,促进氢气储运装备业发展,带动海陆的氢气运输通道、装备产业发展,成为海洋建筑、海工装备产业的新兴增长极。
三、促进氢能与海上风电转型
一方面,发展海上风电制氢有利于加快海上风电产业转型。现阶段,电网建设速度难以赶上海上风电产业发展步伐,并网量低成为限制风电快速发展的瓶颈之一。采用海上风电+制氢的方式,促使氢能产业与海上可再生能源联合,有利于发挥氢能的储能作用,发电高峰期将多余的电力转换为氢气,低峰期再将氢气变成电输入电网,可以避免浪费并保证电力平稳输出,为海上风电离网发电提供新思路。数据显示,1000万kW风电基地每小时可以生产200万m3氢气,这相当于833t标准煤热值的能量。
另一方面,发展海上风电制氢有利于推动海上风电走向深远海。深远海风电须构建海上输电网络来实现电力送出,将大大增加发电成本,风电直接用于制氢,无须新建海上输电系统,避免长距离输电损耗,降低氢气输送成本,减少对现有输电网络的依赖,提高风能利用率。据测算,风电制氢模式的电能利用效率比风电并网模式至少高3倍。
四、形成巨大经济规模
广东省是全国海上风电规划装机容量最大的省份之一,预计到2030年底,建成投产的海上风电装机容量约为3000万kW。数据显示,我国海上风电年平均利用小时数约为2500h。参照2019年末并网率,将未并网的风电用于制氢,根据当前电价测算,年收益约为373.6亿元。从风电制氢收入单维度考虑,按5kW•h电能产生1m3氢气的标准计算,广东省海上风电每年可生产131亿m3氢气,按当前氢气市场价格计算,可创造700~819亿元产值。(作者:张洒洒)