作者 | 氫促會

海上風(fēng)電具有資源豐富、發(fā)電利用效率高、不占用土地資源、適宜大規(guī)模開發(fā)等優(yōu)勢。全球海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展，在地緣緊張局勢影響下，多個歐洲國家加快了新能源轉(zhuǎn)型步伐，在大幅提升海上風(fēng)電裝機目標(biāo)的同時，也加速項目布局。同時，海上風(fēng)電的技術(shù)進步降低了建設(shè)成本，打開了市場發(fā)展空間。

據(jù)世界海上風(fēng)電論壇統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2022年，全球海上風(fēng)電累計裝機容量達57.6吉瓦。2022年，全球海上風(fēng)電新增裝機容量9.4吉瓦。我國海上風(fēng)能資源豐富，截至2022年，我國海上風(fēng)電累計裝機容量達3051萬千瓦，約占世界海上風(fēng)電總?cè)萘康?4%，持續(xù)保持海上風(fēng)電裝機容量全球第一，并加速向深遠(yuǎn)海發(fā)展。

隨著海上風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展，海上電力尤其深遠(yuǎn)海可再生電力輸送、消納成為問題，利用海上風(fēng)電制氫是解決海上風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)消納難，深遠(yuǎn)海電力送出成本高等問題的有效路徑。海上風(fēng)電制氫主要有兩種方案，一種是陸上電解水制氫方案，另一種是海上電解水制氫方案。陸上電解水制氫即電力經(jīng)海底電纜、升壓站等設(shè)施輸送至陸上電解水制氫系統(tǒng)，在陸上完成氫氣的制取和儲運；海上電解水制氫方案分為海上集中式電解水制氫、海上分布式電解水制氫。

海上集中式電解水制氫，海上風(fēng)電機組產(chǎn)生的電力通過風(fēng)電場集電海纜匯集到海上電解水制氫平臺，在該平臺完成制氫后，經(jīng)由輸氣管道傳輸至岸上。集中式電解水制氫可以借助已有的海上油氣平臺或油氣管道，將油氣平臺改造為制氫平臺，有效降低項目投資成本；海上分布式電解水制氫，在每臺風(fēng)電機組塔底平臺上安裝模塊化的制氫設(shè)備，直接在風(fēng)電機組側(cè)制氫，產(chǎn)生的氫氣通過小尺寸輸氣管道匯集到收集歧管，壓縮或直接通過更大直徑管道傳輸至岸上。分布式電解水制氫最大程度地用輸氫管道替換了海上輸電設(shè)施，降低了能量送出成本。

全球范圍內(nèi)，以英國、德國、荷蘭為代表的國家紛紛布局海上風(fēng)電制氫，荷蘭、德國、丹麥等歐洲國家均已有百萬千瓦級以上的海上風(fēng)電制氫規(guī)劃。全球范圍內(nèi)已經(jīng)公布的電解水制氫項目儲備總規(guī)模達到3200萬千瓦，約有一半來自于海上風(fēng)電制氫。

我國海上風(fēng)電發(fā)展迅速，國內(nèi)大型風(fēng)電場裝機容量快速增長，已成為推動海洋經(jīng)濟和新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要支撐。2022年，國家發(fā)改委、能源局出臺《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》等政策，提出有序推進海上風(fēng)電基地建設(shè)，加快推動海上風(fēng)電集群化開發(fā)，重點建設(shè)山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大海上風(fēng)電基地，將推動海上風(fēng)電更高速發(fā)展。

隨著海上風(fēng)電高速發(fā)展，海上風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)消納難、深遠(yuǎn)海電力送出成本高等問題凸顯。海上風(fēng)電制氫是解決消納、輸送的有效路徑。海上風(fēng)電制氫具有發(fā)展優(yōu)勢：一是通過海上風(fēng)電電解水制取氫氣，有效緩解海上風(fēng)電快速增長和電網(wǎng)建設(shè)慢之間的矛盾，提高風(fēng)能利用率。制取氫氣可以通過天然氣管道或船舶輸送，將棄電變?yōu)橛袃r值的氫氣；二是加速海上風(fēng)電成本降低，通過“海上風(fēng)電+海洋牧場+風(fēng)電制氫”的新經(jīng)濟模式，實現(xiàn)海洋經(jīng)濟的綜合開發(fā)利用，助力海上風(fēng)電和綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

海上風(fēng)電制氫同樣也面臨挑戰(zhàn)：一是海上風(fēng)電輸出功率具有隨機性、波動性，頻繁的電力波動會影響電解設(shè)備的運行壽命，需要進一步優(yōu)化整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性；二是針對海水電解效率低，海水對電解槽部件造成腐蝕，海水中雜質(zhì)導(dǎo)致催化劑失活等問題，需要持續(xù)投入研究。

未來，海上風(fēng)電向大型化，深遠(yuǎn)海，漂浮式和海洋經(jīng)濟綜合開發(fā)的方向發(fā)展。綜合發(fā)展海上風(fēng)電制氫技術(shù)，可以有效提高海上風(fēng)能利用率，并為海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展提供新方向。制取的綠氫可以應(yīng)用于電力、化工、交通等領(lǐng)域脫碳，助力實現(xiàn)雙碳目標(biāo)。

氫促會認(rèn)為：海上風(fēng)電制氫是未來綠氫規(guī)�；⿷�(yīng)途徑之一，是提高海上風(fēng)能利用率，促進海上風(fēng)電消納的有效路徑。我國目前尚處于探索階段，缺乏頂層設(shè)計、成熟示范項目經(jīng)驗和商業(yè)模式。同時，還有諸多技術(shù)難題、經(jīng)濟性問題有待解決。要充分借鑒國際海上風(fēng)電制氫項目開發(fā)經(jīng)驗，因地制宜探索科學(xué)合理的海上風(fēng)電制氫系統(tǒng)方案，開展關(guān)鍵核心技術(shù)的國產(chǎn)化攻關(guān)，完善海上風(fēng)電制氫配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。