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风电的另类作用!还能制氢气

北极星电力网新闻中心  来源:能源日参    2018/3/13 9:26:53  我要投稿  
所属频道: 风力发电   关键词: 风电技术 风电建设 风电环保

北极星风力发电网讯:氢能,是目前所有能源系统中最清洁环保的能源形式,氢在燃烧后生成的产物是水,无任何污染物质排放。同时,氢气是主要的工业原料,也是最重要的工业气体和特种气体。

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。据了解,用风力发电来电解水制备氢气,每生产1立方米氢气需要消耗电5.1-5.2千瓦时。其循环过程为:风力发电—电解海水—制氢制氧—氢气能源—发电、制热、炊事、取暖、交通工具使用等。

业内专家认为,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。

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。

《中国能源报》曾经报道,风电制氢能产生巨大的社会环境效益。以千万千瓦级风电场为例,假设风场满发,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。

值得注意的是,此次沽源风电制氢综合利用示范项目有其特殊性,项目将新建200兆瓦容量风电场、10兆瓦电解水制氢系统及氢气综合利用系统。依照河北省总体氢能产业规划,项目生产的一部分氢气将用于工业生产,降低工业制氢产业中煤炭、天然气等化石能源消耗量;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的发展。

行业人士表示,最理想的方式应是利用大规模弃风制氢。

难题有哪些?

目前美国、德国、日本等发达国家都在积极推动风电制氢,但要真正做到产业化,仍有诸多问题待解。业内人士分析称,风电制氢仍面临成本与运输两大难题。

据了解,目前制氢的方法主要有煤制氢、天然气裂解制氢、甲醇制氢和电解水制氢。从每生产1立方米氢气的成本来看,煤制氢成本不足1元,而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。

在运输方面,现在常用的氢气运输方式有三种,一种是管道运输,多为现场制气,氢气产出后直接投入工业应用装置。一种为长管拖车。但一辆车仅能运输4000立方米,约0.36吨,运输效率非常低。第三种是钢瓶运输,但一个40L的钢瓶只能运输6方氢气。

氢气运输主要依靠车辆,运输成本高且费时费力,运输距离超过300千米就没有经济性了;如果建立氢气输送管网,靠管道运输,涉及占地拆迁等问题,难度也很大。

同时,风电制氢还面临其他制约因素。比如,大规模风电基地一般都缺水,而电解制氢对水资源有需求;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等。

有专家表示,风电制氢项目还是应进行前期分析论证,进一步制定完善的规模化制氢、大容量储氢、长距离输氢、加氢站、氢能汽车等技术标准,积累从规划、设计、建设到运行等各个环节的经验。

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