风电制氢，会不会成为下一个风口？

 

　　日前有报道称，由河北建投新能源有限公司投资，与德国McPhy、Encon等公司进行技术合作、投资总额20.3亿元的风电制氢项目正在加速建设，目前，一期200兆瓦风电场项目已并网发电。

 

　　项目引进德国风电制氢先进技术及设备，计划在河北省沽源县新建200兆瓦容量风电场、10兆瓦电解水制氢系统以及氢气综合利用系统。根据项目负责人的消息，项目建成后，可形成年制氢1752万标准立方米的生产能力。

 

　　该项目依照河北省总体氢能产业规划进行建设，一部分氢气用于工业生产，降低工业制氢产业中煤炭、天然气等能源消耗量；另一部分将在氢能源动力汽车产业具备发展条件时，用于建设配套加氢站网络，支持河北省清洁能源动力汽车产业发展。

 

 

　　首先我们来谈一谈“氢”。氢，不仅仅是清洁的燃料和能源，还是重要的化工合成原料（比如氨、盐酸、硬化油、合成甲醇等），而氢并不是一次能源，需要利用其它的能源转化生产。

 

　　制氢主要方法有两类，一是通过化石能源（比如天然气、原油或煤炭等原料），与水蒸气在高温下经蒸汽转化法、部分氧化法、煤气化法等工艺生成；二是利用电解水生产氢，传统的化石能源制氢方法带来了大量的二氧化碳排放，并不能真正地达到清洁，电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一，国内电解水制氢的能效在72%——82%。

 

　　风电制氢，就是将风力发出的电直接通过水电解制氢设备将电能转化为氢气。具体的过程是这样的：风力发电—电解水—制氢制氧—氢气能源—发电、制热、炊事、取暖、交通工具使用等。

 

　　利用大规模的风电进行电解水制氢，不仅可以减少化石能源消耗，降低污染物排放，提升电网消纳能力，也可以实现风电与煤化工、石油化工的多联产。如果能利用弃风来制氢则是更理想的状态，弃风电量本来就是丢掉的，成本为零。

 

　　风电制氢将提高风能的利用率。根据专业人士的解释，风力发电机发出的风电只需进行简单的变压、整流处理，将电压通过变压器调整到所需电压、将交流电整流为直流电即可制氢。如果采用风电制氢的模式，风电场就不用建设并网设备，风电机组会大大简化，风能的利用率也可得到有效提高。

 

　　而且，风电制氢将带来环境效益。以千万千瓦级风电场为例，1小时产生1000万千瓦时的电，按5千瓦时电能产生1立方米氢气计算，则可以生产200万立方米氢气，相当于24000吨优质煤炭热值的能量。

 

 

　　首先，成本高，每生产1立方米氢气的成本来看，煤制氢成本不足1元，而每生产1立方米氢气需要消耗电5.1-5.2千瓦时，虽然可以利用低谷电等价格相对较低的电力，即便按弃风发电价格每千瓦时0.25元计算，风电制氢仅电的成本就为1.25元，没有竞争优势。

 

　　其次，运输成本高，根据《中国能源杂志》2015年的一篇报道，华北地区一制氢厂，电解水制成的高纯氢，批量售价为8元/立方米左右（含运费，即利用槽车送货上门），批量自提货价格为3-3.5元/立方米，瓶装的高纯氢售价（含运费）则高达150元/瓶，折合30元/立方米。运输成本对氢气价格影响很大。

 

　　再次，风电难以直接用来制氢，需求氢气的石化企业大都在沿海，而风电机组都建设在内陆，风电还需借助火电的电网运输。

 

　　最后，风电直接并网很尴尬，风电并网时为了避免电网的大幅度波动，需要建造比风电场总容量大2-3倍的“调压控制电站”（常规能源的电站了）来解决风力发电不稳定的问题。这样一来，调控电站加大了常规能源的使用，好像有些违背初衷了。

 

　　如今，河北省沽源县新建200兆瓦容量风电场、10兆瓦电解水制氢系统以及氢气综合利用系统同时建设，风电直接用于制氢、制成的氢气直接应用于当地的氢能产业规划，看起来一举多得。