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国务院大力推动!一文看懂风光制氢

   2023-11-20 氢能观察李航43190
核心提示:2023年是绿氢爆发元年,风光制氢项目密集开建。随着我国可再生能源装机量和发电量的快速增长,绿电制氢逐步成为新能源资源丰富地区的重要选择,可再生能源制氢项目加快落地。10月16日,中国政府网发布《国务院关于推动内蒙古高质量发展奋力书写中国式现代化新

2023年是绿氢爆发元年,风光制氢项目密集开建。随着我国可再生能源装机量和发电量的快速增长,绿电制氢逐步成为新能源资源丰富地区的重要选择,可再生能源制氢项目加快落地。

10月16日,中国政府网发布《国务院关于推动内蒙古高质量发展奋力书写中国式现代化新篇章的意见》,这是国务院单独为内蒙古自治区发布的一份高质量发展指导意见。

我国水电、风电、光电装机规模均居世界第一,总装机容量约占全球可再生能源总量的28%。但受发电随机性、季节性和反调峰特性进影响,存在大量弃风、弃光现象,为回收弃风弃光、同时利用可再生能源替代化石燃料制氢实现碳减排,风光制氢是可行的解决方案。

风光制氢包括风电制氢、光电制氢和风光耦合制氢。


风电制氢


风电制氢的基本思路是利用非并网风力发电模式,将超过电网容量的部分风力发电直接利用非并网风力发电模式,将产生的氢气储存运输用于氢燃料电池汽车等。


风力发电具有适应性很强、安全高效的特点,国家目前大力支持风电制氢项目开发。
今年2月,中船风电与通辽市人民政府、科尔沁区人民政府签约中船风电500MW瓦风电制氢制氨一体化项目,助力通辽打造蒙东气能装备制造、高端铸造及氢能制储运用科研示范。
6月,全球首个万吨级风电制氢合成甲醇项目签约浙江,中国船舶大连造船与浙能集团,共同开展全球首个利用风电制氢合成绿色甲醇年产量达万吨的项目。另外,还有一个新技术有望将风电制氢导入整体成本更低的领域。6月2日,经中国工程院专家组现场考察后确认,由东方电气集团与深圳大学/四川大学谢和平院士团队联合开展的全球首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术海上中试在福建兴化湾海上风电场获得成功。


光电制氢


近年来,光伏制氢一直热度部件。光伏发电制氢即将太阳能面板转化的电能供给电解槽系统电解水制氢,系统整体结构类似风力发电制氢系统。我国光伏发电相关技术及建设规模已达世界领先水平,随着光伏发电成本的下降,光伏制氢在脱碳减排中扮演着重要角色。
光伏制氢的原理是:首先由光子转化为电子、光能量转化为电能量,最后形成电压。光伏发电的主要核心元件是太阳能电池,其他还包含有蓄电池组、控制器等元件,系统整体结构如下图所示。


我国拥有全球最大的光伏制氢项目——中国石化新疆库车绿氢示范项目,该项目于6月30日正式投产,产出的氢气通过管道输送到中国石化塔河炼化替代现有天然气化石能源制氢,项目成功标志着我国首次实现万吨级绿氢炼化项目全产业链贯通。


风光耦合制氢


风光互补耦合发电制氢系统由风力发电系统、太阳能发电系统、电解水制氢装置及氢能储存和利用系统组成。风光互补发电制氢系统工作原理为当区域电网中风光资源富余时,将弃风弃光资源用于电解水制氢,当电网电力不足时,氢能通过燃料电池为电网供电,达到削峰填谷的作用,同时还可极大提升风光资源的利用率及并网稳定性,使得风力、光伏发电优势特性互补。风光耦合制氢利用风能、光能互补的优势,可以获得稳定的电力输出,系统又较高的稳定性和可靠性,且在同样供电的情况下,可大大减少储能蓄电池的容量。


各地风光制氢发展

内蒙古、新疆、宁夏等地率先成为我国风光制氢示范项目的主要建设区域,内蒙古凭借自身风光优势,在众多风光基地中脱颖而出,截至2023年初,内蒙古风光制氢项目共31个,配套新能源1315.25千瓦,年产氢能力53.189万吨。新疆库车则拥有我国万吨级光伏绿氢示范项目。政策方面,新疆维吾尔自治区发展改革委印发《自治区氢能产业发展三年行动方案》,提出在氢源开发、氢能应用两个领域实现充分联动,打造国家大型绿氢供应和出口基地。
去年11月,《宁夏回族自治区氢能产业发展规划》正式发布,其中指出:到2025年,可再生能源制氢能力达到8万吨以上,力争实现二氧化碳减排达到100-200万吨。
随着风光发电装机规模的扩大,可再生能源电力成本的降低,可再生能源电解水制氢的成本也将持续下降,风光制氢对解决风光发电并网稳定性和减少碳排放都有巨大作用,具有巨大环境和经济效益。

 
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