登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
本文对风电制氢技术的发展现状与趋势,以及国内外风电制氢产业及其政策进行了深入探讨;针对我国发展风电制氢技术存在的问题及面临的挑战,提出了进一步发展的技术方向和政策措施。
近年来,风电在我国得到了迅猛发展,我国已成为风电增长最快的国家。根据国家中长期发展规划,到2020年底和2050年底,风电总装机容量将分别超过200GW和1000GW。随着风电装机容量的猛增,越来越多的问题正逐渐显现,如,大规模不可控低品质风电并网对电网安全性带来的挑战;大规模风电场的聚集给当地电网输送带来的极大压力,造成大量弃风现象;大量并网风电给电网调度中心造成越来越大的困难,而且造成电网平衡成本逐渐增大。为解决这些问题,积极探索能源转换方式,将风能转化为氢能源加以利用成为当前研究的重点方向。
一、关于风电制氢技术
风电制氢技术是将风能通过风力发电机转化成电能,电能通过电解水制氢设备转化成氢气,通过将氢气输送至氢气应用终端,完成从风能到氢能的转化。
根据风电来源的不同,可以将风电制氢技术分为并网型风电制氢和离网型风电制氢两种。并网型风电制氢是将风电机组接入电网,从电网取电的制氢方式,比如从风场的35kV或220kV电网侧取电,进行电解水制氢,主要应用于大规模风电场的弃风消纳和储能。离网型风电制氢是将单台风机或多台风机所发的电能,不经过电网直接提供给电解水制氢设备进行制氢,主要应用于分布式制氢或局部应用于燃料电池发电供能。
风电制氢技术作为一种新型的储能方式,更多地将被应用于平抑大规模风电场发电的不均衡性,提高风场风电的利用率。
风电制氢技术主要涉及电氢转换和氢气输运两大关键技术,整个技术模块包括风力发电机及电网、电解水制氢系统、储氢系统和氢气输运系统。根据风场风电的拓扑结构,按照控制需求可以从35kV或220kV电网处取电,经过AC/DC转化后,进行电解水制氢,所制的氢气先储存在中压储氢罐中,然后,通过20MPa氢气压缩机充灌到氢气管束车,根据用氢需求进行派送,或者可以将中压氢气以不高于体积比10%的浓度掺入到天然气管道中进行输送。
二、国际发展现状
(一)欧洲
针对风电的不稳定性及存在的弃风限电等问题,欧洲国家(如丹麦、德国、西班牙等国)的专家们早在五、六年前就开始了相关的研究,重点关注风电结合氢储能系统的技术和成本可行性分析,随后启动了一些示范项目。
在欧盟委员会欧洲研究和创新第七框架计划推动下,启动一项名为INGRID的氢储能项目,该项目总计划投资2390万欧元,其中欧盟资助1380万欧元,由几家企业和研究机构组成的财团,包括意大利的ICT技术公司、Engineering Ingegneria Informatica、Agenzia per la tecnologia e l'Innovazione (ARTI),意大利公用事业部门Enel Distribuzione,比利时氢发电机供应商Hydrogenics,法国的固态氢存储开发商McPhy Energy,以及意大利研究机构Ricerca sul Sistema和西班牙研究中心Energetico TECNALIA等自筹1010万欧元。该项目的目的是通过氢储能系统在提升可再生能源系统的利用效率的同时,优化间歇性再生能源电力的发电品质,以保证电网的安全性和稳定性。该项目建设地为意大利的普利亚地区,项目总储存能力为39MWh,由3.5GW的太阳能、风能和生物能资源组成的发电系统,储氢容量超过1吨的固态储氢系统和一套1.2MW的氢发电机组成。
德国制定了宏伟的“Power to gas”发展计划,并逐步实施。Power to gas项目的背景源于德国可再生能源导入量的扩大,德国打算2022年之前全面废除核电,扩大可再生能源的比例。2012年,可再生能源在德国总发电量中所占的比例达到了22%,2020年计划将其提高到35%,2030年进一步提高到50%。基本路线是最终使用多余的风能等可再生能源,电解水生成氢,将制得的氢气储存起来,然后加入至现有的燃气管道网络。氢气作为一种能源载体或原料,用于混氢天然气燃料,或者作为化工原料以及作为氢燃料电池汽车的燃料。
2011年10月,建造于德国柏林普伦茨劳的“风氢混合电站”正式建成启用,它是全球第一个涉及氢气储能和利用的项目。该项目风电装机容量为6MW,电解槽装机容量约0.6MW。随后,德国又启动了两项氢气储能和利用项目,分别位于德国北部的梅克伦堡-前波美拉尼亚和东北部勃兰登堡的法尔肯哈根。
(二)美国
美国制定了Wind2H2计划,该计划是由美国能源部国家可再生能源实验中心(NREL)与Xcel能源公司于2004年合作的计划,并交由NREL的国家风能技术中心主持。此计划目的是为协助研究人员掌握可再生能源与电解水制氢之间关键技术,具体内容如下:研究储能技术(以储氢技术为主),再生能源输出及系统成本效益分析;掌握风/氢系统输出最佳容量配比技术(风电、太阳能和氢能系统协调运行策略);不同运行状态分析研究(调节再生能源输出直接上网和电解水所需电量的比例,并进行技术经济分析);电解技术分析(质子交换膜电解槽和碱性电解槽)对风氢系统的影响;推行系统整合、扩大研究规模和领域。现阶段已完成新能源制氢设备的工业规模及社区或个人使用规模设备系统的商业化,并且可直接利用风能进行储能,目的使其在技术和成本上具有优势。
三、我国的发展现状与问题
我国对于发展风电制氢技术也很重视,2014年,李克强总理考察德国氢能混合发电项目,指示国内相关部门组织实施氢能利用示范项目。国家能源局指示河北、吉林省加快可再生能源制氢示范工作,将氢储能作为解决弃风、弃光问题的新思路。
2015年3月,国家电网发布《关于做好2015年度风电并网消纳有关工作的通知》,其中,第五项提出要积极开拓适应风能资源特点的风电消纳市场。为提高本地电网消纳风电的能力,促进风电的就地利用,河北、吉林省要加快推进风电制氢的示范工作,进一步积累经验。
2016年3月,能源部发布《关于做好2016年度风电并网消纳有关工作的通知》,总结现有示范项目经验基础上,开展一批新的风电制氢、风电高载能供电示范项目建设。河北、吉林省要加快推进风电制氢的示范工作。
2016年4月,国家发改委、国家能源局下发了《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》,也将“氢能与燃料电池技术创新”作为15项重点任务之一。5月19日,中共中央、国务院联合印发了《国家创新驱动发展战略纲要》,其中明确提出:“开发氢能、燃料电池等新一代能源技术”。
但总体上讲,我国风电制氢技术研发起步较晚,进展较为缓慢。目前尚无成熟商业运行的风电制氢储能和燃料电池发电系统,大规模风电制氢储能的示范工程设计经验不足,在系统的关键性技术、效率提升和经济性方面未能取得实质性的进展。面临的问题主要有:
(一)关键技术难题
从技术角度来看,风电的随机性、不稳定性、波动性较大,而水电解制氢设备对电能质量的稳定性要求较高,频繁的电力波动会对设备的运行寿命及氢气的纯度质量造成影响。如何进行有效的电能匹配,提高制氢设备的可利用率需要研究探讨。此外,当前氢气的储存和运输成本较高,包括氢气储运的安全性等都是制约氢能行业发展的瓶颈,储运技术需进一步深入研究。
(二)推广应用难题
风电制氢技术的发展有待于氢气下游用户使用问题的解决,当前氢气的大规模使用途径还较为单一,受限于运输和储存成本,用量较大石化企业、合成氨企业多为自行制备,或采用天然气重整、甲醇裂解或煤制氢等方式制取。高纯氢市场用户多,但用量较小,行业发展潜力不大。近年来燃料电池汽车行业技术发展颇受关注,燃料电池汽车行业的规模化发展将会带动氢能规模化利用。
参照德国power to gas计划,将氢气按一定比例加注到天燃气管道中加以利用,也是风电制氢和氢能利用规模化发展的有效途径。如果将风电制取的氢气注入到西气东输的输气管道中,则我国西北部地区的风电弃风难题可有效解决。
四、促进我国风电制氢技术发展的对策建议
(一)关注解决氢能利用途径
制定有关标准和政策,探索将氢气注入到天然气管道中加以利用;促进燃料电池技术行业的发展,燃料电池技术发展将带动氢能的清洁利用,进而推动风电制氢技术的发展。提高油品品质,提高汽柴油标号标准,进而推动油品加氢技术的发展,扩大氢能的利用途径。
(二)加强电解制氢技术的开发
电解制氢技术要想在间歇性电源的储能环节中获得广泛应用,首先必须满足对间歇性电源功率波动的适应性,因此需要深入研究电解制氢装备的功率波动适应性,开发大功率、低成本和高效率工业化碱性电解水制氢技术。同时,开发可快速响应功率波动的固体聚合物电解水制氢技术(SPE)。
(三)开展氢储能系统的研发
由于氢气易于储存,因此有利于提高波动性大的风/光发电品质,并能够参与电网调峰网,可以提高电网安全性和运行效率。因此,如何设计高压储氢系统,使之与电网调峰和运行模式相匹配,是该技术能够走向市场的关键技术之一。
(四)注重大规模风电制氢运行模式以及经济性
一种技术的推广应用,其经济性固然重要,但对于影响面较大的技术而言,单纯考虑经济性是不够的,特别是对社会和环境都会产生影响的技术,应该对其综合效益进行研究和评价,包括社会效益、环境效益及经济效益等。因此,需要在经济性分析的基础上,建立一套多能源转换利用的综合效益评价指标体系和方法,为决策提供支撑。
(五)解决风电与电网输配电的政策问题
参考国家能源局制定的风电供热政策,制定风电制氢相关政策。水电解制氢站是类似于电解铝等的高耗能产业,用电负荷的增加有利于电能的消纳,电网应增加风电的发电上网指标,吸收利用更多清洁电能。出台直供电售电政策,电网公司收取相应过网费后,风电场可直接向制氢站供电,统筹调度风电与太阳能等新能源发电资源,确保水电解制氢供电的稳定性。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近年来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略科学指引下,我国可再生能源发展取得了举世瞩目的成绩。2025年5月28日,水电水利规划设计总院在京隆重发布《中国可再生能源发展报告2024年度》《抽水蓄能产业发展报告2024年度》《中国可再生能源工程造价管理报告2024年度》《中国可再生能源工程建设质
北极星氢能网获悉,2025年5月21日,氢成绿动新能源(武汉)有限公司与风氢氢能(湖北)科技有限公司在武汉举行战略合作协议签约仪式。双方以实际行动响应国家号召,共同推进零碳能源技术创新与产业化应用。双方将联合投资建设制氢工厂和氢内燃机发电机组项目,整合风电制氢与氢能应用资源,共同申报国家重大科
“十五五”是我国经济迈向高质量发展的关键阶段,也是全球能源格局深刻调整的重要时期。在当前和今后一段时间,我国能源电力将持续处于清洁低碳、安全高效转型的大趋势大环境中,如何更加有效地发挥电力在国民经济中的基础和先导作用,促进国家重大发展战略和目标的实现,更好地满足人民群众日益增长的
党的二十届三中全会提出,要构建同科技创新相适应的科技金融体制,发展耐心资本。中央企业金融工作会议将科技金融列为金融“五篇大文章”之首。今年政府工作报告指出要完善科技金融标准体系和基础制度。当前,电力行业承担着推动高水平科技自立自强、建设新型电力系统、培育新质生产力、发展战略性新兴
5月10日,2025中国品牌价值评价信息在浙江德清揭晓。中船科技首次参评便以品牌强度847分、品牌价值25.28亿元的成绩跻身“自主创新品牌”榜单第11位,彰显了强劲的品牌发展势能。“中国品牌价值评价信息发布”由中国品牌建设促进会、中国资产评估协会主办,新华社品牌工作办公室、《中国品牌》杂志社等
1、拆除26台风机!湖北能源129MW风电改造项目中标公示4月30日,中国电建贵阳院湖北能源齐岳山风电场一期改造EPC项目风力发电机组及附属设备采购采购项目成交公示,金风科技预中标。湖北利川齐岳山风电场工程,原装机容量为49.3MW,安装58台歌美飒G58-850型风力发电机组,投运达14年。原址安装16台5.6MW
北极星氢能网获悉,近日,中国华电辽宁公司牵头完成的科技成果“大容量风电离网制氢一体化技术”通过鉴定,并达到国际领先水平!该项目首创的离网制氢系统控制技术,将风电利用率提升至90%以上,可用性时长超95%,制氢效率可达97.5%以上。鉴定委员会由中国科学院唐叔贤院士担任主任委员,成员由知名高
近日,福建省绿氢中试基地风电制氢技术验证平台公示风电机组(含附属设备、储能系统)设备采购中标候选。公告显示,第一中标候选人为东方风电,其投标报价为6895万元。该项目位于福建省漳州古雷港经济开发区古雷石化基地,由福建省氢能产业发展有限公司投资开发。招标公告显示,招标范围为采购2台总装
据北极星氢能网不完全统计,4月共计16个氢能项目传来消息,涉及氢能制储输用多个领域,详情如下:签约4月,甘泉堡经济技术开发区(工业区)与江苏富仕宝新能源科技有限公司签订投资协议,建设绿氢智慧能源一体化示范项目。项目建成后,可实现年产15万吨绿氢、60万吨绿色甲醇和40万吨绿氨项目。据了解,
北极星氢能网获悉,近日,自然资源部等多部门联合印发《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》,为能源企业利用海洋能推动低碳转型指明方向,在氢能端,企业正积极布局。中国石化集团公司高级专家冯勤就能源企业如何利用海洋能(如绿电制氢、海上碳封存)推动传统业务低碳转型,以及是否有相关技术路线
北极星氢能网整理了4月14日~4月18日的一周氢能项目动态。全程1150公里!我国首条跨区域氢能重卡干线正式贯通中国石化14日宣布,我国首条跨区域氢能重卡干线当日正式贯通,并将开始常态化运营。这条西部陆海“氢走廊”始于重庆,最终抵达广西钦州港,全程约1150公里,中途设有4座加氢站,将带动重庆、贵
近年来,在“双碳”目标的驱动下,氢氨醇一体化逐渐成为了我国清洁能源消纳与创新发展的重要路径之一,相关示范项目在国内密集落地。以绿氨为例,据中国氢能联盟研究院统计,截至2024年底,我国在建的绿氨项目产能约190万吨/年,规划产能约1780万吨/年。蓬勃发展的现象背后,欧盟绿色认证体系与碳核算
北极星氢能网获悉,5月15日,资产经营有限公司、应用技术研究院有限责任公司在城关校区组织召开了“共同熟化甲醇在线制氢技术并推动产业化项目”校内论证会。副校长陈熙萌参加会议。来自化学、材料、信息等领域的6位专家组成论证组,围绕技术成熟度、创新性、先进性和市场前景展开深度研讨。会议由资产
国氢科技紧跟国家“双碳”目标引领构建氢能全产业链生态布局全国6大核心制造基地从研发创新到规模化生产这些基地如何赋能绿氢时代?让我们一探究竟!国家电投华中氢能产业基地国内规模最大、产品链最完整的氢能产业基地依托长江经济带区位优势,打造“制-储-运-用”一体化闭环自主研发的质子交换膜突破
北极星氢能网获悉,5月26日,山西省科技厅对《关于“切实加大新能源的政策支持力度尽快出台全省支持氢能源应用市场的政策”的建议》进行答复,其中指出下一步工作将着力提升企业创新主体地位;持续提升基础研究、应用基础研究能力;加速氢能科技成果转化。关于省十四届人大三次会议第1827号建议的答复
北极星储能网讯:5月21日,上海市科学技术委员会发布2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南,提到新型储能有储能电池本体技术、新型储能系统安全防护与智能测控技术2个方向可以申报。其中,高性能液流电池技术的考核指标为全钒液流电池额定功率≥70kW,体积功率密度≥160kW/m³,储能时长≥4
5月21日,上海市科学技术委员会发布2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南的通知,通知指出,涉及光伏技术方向有4项:1.新型光伏电池制备技术1.AI同步辐射的钙钛矿光伏材料与器件高通量协同研发与设计技术研究内容:开发60亿+参数的钙钛矿光伏电池专用大语言及材料生成式AI开源科学基础模型
北极星氢能网获悉,5月21日,卧龙英耐德与中建四局新能源公司正式携手,双方将凭借各自优势,在新能源绿氢赛道上并肩疾驰,共同开启新的征程。根据合作协议,双方将围绕新能源发电制氢技术展开全面、深度的合作。在技术研发方面,共同投入资源,攻克行业难题,推动AEM制氢设备技术升级,提高制氢效率与
北极星氢能网获悉,5月21日,上海市科学技术委员会发布《2025年度关键技术研发计划“新能源”项目申报指南》,征集范围包括:绿色燃料、可再生能源、新型储能、新型电力系统。其中绿色燃料领域包括电催化合成氨关键技术、质子交换膜电解水制氢高性能膜电极开发及批量化制造技术、阴离子交换膜电解水制
作为国内较早同时布局碱性、PEM双路线的企业,派瑞氢能已形成3.5GW产能。现已实现了单体产氢量向3000Nm/h的跨越并实现商业交付,并成功将第三代电解水制氢技术AEM市场化,去年海外业务新签订单高达9亿元,所有成绩的取得得益于他们紧紧围绕高质量发展,坚持自主创新,掌握核心竞争力。——中船(邯郸)派
北极星氢能网获悉,近日,兰石重装子公司广东兰石氨氢能源装备有限公司(简称“广东兰石”)与沙特某公司成功签订10Nm/hPEM电解水制氢设备项目合同。这是兰石重装首个制氢设备国际业务订单。兰石重装与仙湖科技2023年成立广东兰石以来,致力于氢基能源装备研发与关键技术研究,拥有制、储、加、用、测
5月10日,2025中国品牌价值评价信息在浙江德清揭晓。中船科技首次参评便以品牌强度847分、品牌价值25.28亿元的成绩跻身“自主创新品牌”榜单第11位,彰显了强劲的品牌发展势能。“中国品牌价值评价信息发布”由中国品牌建设促进会、中国资产评估协会主办,新华社品牌工作办公室、《中国品牌》杂志社等
近年来,在“双碳”目标的驱动下,氢氨醇一体化逐渐成为了我国清洁能源消纳与创新发展的重要路径之一,相关示范项目在国内密集落地。以绿氨为例,据中国氢能联盟研究院统计,截至2024年底,我国在建的绿氨项目产能约190万吨/年,规划产能约1780万吨/年。蓬勃发展的现象背后,欧盟绿色认证体系与碳核算
日前,福州发布关于征求《福州市石化化工行业碳达峰实施方案(送审稿)》《福州市钢铁行业碳达峰实施方案(送审稿)》《福州市建材行业碳达峰实施方案(送审稿)》意见的通知。详情如下:关于征求《福州市石化化工行业碳达峰实施方案(送审稿)》《福州市钢铁行业碳达峰实施方案(送审稿)》《福州市建材行
“十五五”是我国经济迈向高质量发展的关键阶段,也是全球能源格局深刻调整的重要时期。在当前和今后一段时间,我国能源电力将持续处于清洁低碳、安全高效转型的大趋势大环境中,如何更加有效地发挥电力在国民经济中的基础和先导作用,促进国家重大发展战略和目标的实现,更好地满足人民群众日益增长的
作为国内较早同时布局碱性、PEM双路线的企业,派瑞氢能已形成3.5GW产能。现已实现了单体产氢量向3000Nm/h的跨越并实现商业交付,并成功将第三代电解水制氢技术AEM市场化,去年海外业务新签订单高达9亿元,所有成绩的取得得益于他们紧紧围绕高质量发展,坚持自主创新,掌握核心竞争力。——中船(邯郸)派
5月15日上午,山东省人民政府新闻办公室举行新闻发布会,邀请山东省能源局主要负责同志等介绍山东深入实施“八大行动”,推动新能源高水平消纳情况,并回答记者提问。中新社记者:我了解到,山东打造能源绿色低碳转型示范区是未来一段时间的重要任务。请问,下一步山东在新能源发展过程中,将采取什么
北极星氢能网获悉,近日,由三峡上海院牵头研制的漂浮式海上风电制储氢系统试验样机,在三亚崖州湾近海试验场顺利完成720小时的实海试验,为国内首次顺利完成连续运行超过240小时实海测试的漂浮式海上风电制储氢系统。本项目漂浮式海上风电制储氢系统方案由三峡上海院技术研发中心自主设计,试验装备与
北极星氢能网获悉,近日,国内氢能产业迎来里程碑式进展#x2014;#x2014;大冶市绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场项目成功产氢,标志着我国首套ALK(碱性)与PEM(质子交换膜)联合制氢系统正式落地。该项目不仅是湖北省唯一入选国家发改委“清洁低碳氢能创新应用工程”的重点项目,更开创了国内岩穴储氢技
CBC2025第八届中国(国际)生物质能大会议程产业背景当前,我国生物质能产业正迎来重要发展机遇。产业规模持续扩大,大型央企与地方国企的加入为行业注入新活力,推动产业走向规模化、专业化发展。2024年6月24日,国家发展改革委、国家能源局《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》,其中提到:利
北极星氢能网获悉,4月28日,国家能源局举行新闻发布会,发布一季度能源形势、一季度可再生能源并网运行情况,并回答记者提问。发布会上,国家能源局能源节约和科技装备司副司长徐继林解读《中国氢能发展报告(2025)》。能源节约和科技装备司副司长徐继林:发展氢能产业对加快规划建设新型能源体系,
北极星氢能网获悉,4月23日,2025氢能产业大会暨四川省氢能产业链供需对接会23日在成都开幕。本次大会由四川省经济和信息化厅主办,以“氢动中国·能向未来”为主题,依托2025成都国际工业博览会平台,加速技术转化,完善产业链条,优化生态布局,加强供需对接,助力四川建设全国领先的氢能产业高地。
北极星氢能网获悉,4月18日,广东省开平市翠山湖沣开加氢站正式投用,该站由TSE合成智慧能源、氢沣科技与开平国资开源氢能联合投资的沣开科技有限公司运营,是开平市首个集冷链物流、氢能运力于一体的综合性加氢站。沣开加氢站为撬装式设计,项目总投资500万元,分两期实施:一期投资300万元,已建成50
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!