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欧洲各国海上风电制氢系列之德国

北极星风力发电网  来源:欧洲海上氢能  作者:明月氢风  2021/3/29 10:21:46  我要投稿  

北极星风力发电网讯:1 ·风电制氢的必要性和可行性

德国拥有全球第二大海上风电发电装机容量(德国2019年底为7.7GW,不过预计将在今年被中国赶超),目标到2030年安装15至20GW海上风电。德国将在2022年前逐步淘汰核电,2038年前逐步淘汰燃煤发电,并致力于发展可再生能源,力争到2030年将可再生能源在德国发电结构中的比重提高到65%。

来源:微信公众号“欧洲海上氢能”ID:EU_OffshoreHydrogen

在德国,大部分风电场位于北部,而电力负荷中心位于南部。由于南北电力输送能力的限制,德国积极推进所谓的电力转氢气(PtG)项目,将可再生能源的电力转化为氢气,氢气可用于各业务领域。由于海上风电场也在德国北方,海上风电场的进一步扩张将给本已严格的输电限制带来更大压力。利用海上风电制氢是解决电网约束的一种可行方法,越来越受到人们的重视。

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· 2 ·风电制氢的项目及规划

2019年,炼油商Raffinerie Heide与Thyssenkrupp、EDF(德国)、Open Grid Europe(OGE)、OGE、Ørsted等合作伙伴在德国北部在石勒苏益格-荷尔斯泰因州启动了Westküste 100项目。

该项目目标是在工业规模上规划并实现区域性氢商业化应用。这个项目的条件非常独特,尤其是在石勒苏益格-荷尔斯泰因州西海岸:这里拥有强大的风能资源和优良的地质储存条件,满足了那些希望积极塑造未来并为实现碳中和目标做出重要贡献的创新公司。

该项目计划用绿色氢和附近一家水泥厂收集的二氧化碳来生产碳中性合成航空燃料,而绿色氢将由附近海上风电场产生的多余电力来生产。这个真实世界的实验室项目的特别和创新之处在于,在一个已经存在区域的基础设施中,不同的物质循环是相互关联的,通过绿色能源生产合成碳氢化合物,从而形成能源系统脱碳转换可持续性的商业模式。

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在项目的初期阶段,一个30兆瓦的电解槽系统将在项目5年首期内安装。根据最初阶段的经验,电解槽的容量可能进一步扩大到700兆瓦,绿色氢的更多应用也在考虑之中。

由于电力传输的限制和对无二氧化碳氢的日益增长的需求,德国的海上风能制氢预计将进一步增加。2020年6月发布的《国家氢战略》中提到,将进一步改善有效利用可再生能源的框架条件。德国政府表示,将“研究”取消制氢用电的税收。

· 3 ·氢气基础设施建设

在氢气基础设施方面,德国高度重视利用现有天然气基础设施。德国允许氢气以2-10 vol%的比例混合到天然气管道中(不同地区有所不同),并且已经有许多将氢气混合到天然气管道中的示范。利用绿色氢气和二氧化碳生产碳中性合成燃料(如甲烷和液体燃料)的项目(如上述Westküste 100项目)也正在实施。碳中性合成燃料不仅有助于减少二氧化碳排放,而且这种燃料的利用不需要对现有基础设施或能源设备进行重大改变。

德国庞大的天然气基础设施从一开始就成为国家氢战略的一部分,因为现有资产可以转化为氢,需要建造较少的新项目。德国将在氢运输和储存基础设施方面发挥关键作用,并且德国在欧洲的盐洞储存能力也最大。

为了响应这样的政府政策,德国的一个天然气输送管道运营商FNB Gas发布了一个氢气网络愿景,包括总长5900公里的专用氢气管道。

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在氢网络愿景中,90%的氢网络将是从现有天然气基础设施改造而来,包括管道或储存洞穴。2020年5月,FNB Gas宣布了H2 Startnetz 2030计划,该计划提出到2030年在德国北部修建1200公里的氢气管网(其中1100公里由现有天然气管道改造而成,100公里为新建氢气管道)。1200公里氢气网络的投资需求估计约为6.6亿欧元。

利用现有天然气基础设施建设氢气网络的示范已经开始。其中一项是GET H2 Nukleus项目,该项目由英国石油BP、莱茵集团、化学制造商Evonic以及天然气管道运营商Nowega和OGE牵头。该项目计划在德国西北部下萨克森州林根地区建造一个绿色制氢设施(一个利用风力发电的100兆瓦电解槽系统),并使用一条130公里长的管道将绿色氢气输送到威斯特伐利亚州盖尔森基兴的化工设施和炼油厂。该管道预计将于2022年底开始运营。大部分管道将从现有的天然气管道改造(一小部分新建管道),以处理运100%含量的氢气。

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原标题:欧洲各国海上风电制氢系列之二:德国

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