中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：構(gòu)建以綠氫為主體的氫能體系是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的終極目標(biāo)，目前高用電成本是制約綠氫實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的重要因素。離網(wǎng)制氫不從電網(wǎng)取電，利用風(fēng)電、光伏發(fā)電等綠電制氫，這樣不僅可以使新能源實(shí)現(xiàn)就地消納，也能帶動(dòng)制氫用電成本大幅下降，離網(wǎng)制氫將成為提升綠氫成本競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。
近期，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及國(guó)家支持政策的推動(dòng)，多個(gè)離網(wǎng)制氫項(xiàng)目已經(jīng)取得獲批、開(kāi)工、建設(shè)提速等新進(jìn)展，與此同時(shí)，眾多氫能企業(yè)也加快了對(duì)離網(wǎng)制氫解決方案的探索。離網(wǎng)制氫有什么優(yōu)勢(shì)？發(fā)展著面臨怎樣的挑戰(zhàn)？未來(lái)前景如何？
離網(wǎng)制氫備受看好
可再生能源制氫有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種形式。并網(wǎng)制氫是將系統(tǒng)接入電網(wǎng)，從電網(wǎng)取電制氫，電網(wǎng)作為穩(wěn)定能源可以為制氫系統(tǒng)提供源源不斷的電量，目前國(guó)內(nèi)電氫耦合系統(tǒng)以并網(wǎng)制氫為主。但在并網(wǎng)制氫的情況下，網(wǎng)電電價(jià)使得制氫成本較高，而且當(dāng)網(wǎng)電制氫比例超過(guò)一定程度后，會(huì)導(dǎo)致氫氣綠色認(rèn)證困難。
離網(wǎng)制氫是將風(fēng)光發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電能，不經(jīng)過(guò)電網(wǎng)直接提供給電解槽系統(tǒng)進(jìn)行制氫，其不受電網(wǎng)和容量的限制，適合偏遠(yuǎn)地區(qū)或無(wú)法接入傳統(tǒng)電網(wǎng)的地方。相較于并網(wǎng)制氫，離網(wǎng)制氫省去了并網(wǎng)輔助設(shè)備，可以避免并網(wǎng)帶來(lái)的問(wèn)題，也無(wú)需繳納輸配電費(fèi)用，同時(shí)也減少了電力輸送環(huán)節(jié)成本。
“離網(wǎng)制氫最大的優(yōu)勢(shì)就是可以大幅降低制氫成本，電費(fèi)是影響制氫成本的主要因素，降低電價(jià)是制氫降本的重要途徑，風(fēng)光電價(jià)比國(guó)網(wǎng)電價(jià)便宜很多?！蹦硽淠芷髽I(yè)高層表示，離網(wǎng)制氫不僅能很好就地消納新能源，也可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模綠氫生產(chǎn)，是未來(lái)綠氫制取的發(fā)展趨勢(shì)。
基于離網(wǎng)制氫的突出優(yōu)勢(shì)，地方政府也出臺(tái)了相關(guān)支持政策，促進(jìn)風(fēng)光制氫項(xiàng)目向離網(wǎng)模式發(fā)展。今年2月8日，廣東省發(fā)改委等多部門(mén)印發(fā)《廣東省培育發(fā)展未來(lái)綠色低碳產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃》，其中指出，要探索在離網(wǎng)型海島構(gòu)建氫電深度耦合的智能微電網(wǎng)。
1月4日，吉林省人民政府辦公廳印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)吉林省新能源產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展若干措施》的通知。文件提到：探索推動(dòng)離網(wǎng)型項(xiàng)目，以完全離網(wǎng)新能源制氫項(xiàng)目為示范，構(gòu)建純新能源電力系統(tǒng)，減少電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力，助力全社會(huì)深度脫碳；內(nèi)蒙古大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，包頭市明確提出，在風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目方面，離網(wǎng)制氫優(yōu)先、技術(shù)先進(jìn)的優(yōu)先、下游有消納場(chǎng)景的優(yōu)先、前期準(zhǔn)備充分的優(yōu)先，按照公平、公正、公開(kāi)的原則受理申請(qǐng)，隨報(bào)隨批。
在政策的指引下，各地的離網(wǎng)制氫項(xiàng)目也不斷取得進(jìn)展。2024年3月，遼寧華電鐵嶺25兆瓦離網(wǎng)儲(chǔ)能制氫一體化項(xiàng)目全面投入聯(lián)動(dòng)調(diào)試工作，預(yù)計(jì)4月30前進(jìn)入試生產(chǎn)。
1月15日，寧夏吳忠離網(wǎng)制氫項(xiàng)目簽約，項(xiàng)目將分三期開(kāi)發(fā)建設(shè)，全面達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)年產(chǎn)值12億元；1月8日至9日，遼寧華電調(diào)兵山離網(wǎng)風(fēng)電制氫耦合綠色氨醇一體化示范項(xiàng)目可行性研究報(bào)告審查會(huì)在成都順利召開(kāi)；1月5日，中煤平朔采煤沉陷區(qū)60萬(wàn)千瓦離網(wǎng)式可再生能源制氫一期項(xiàng)目(綠氫耦合煤化工部分)環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作需進(jìn)行公眾參與公示工作。
2023年12月21日，中廣核靈武100萬(wàn)千瓦新能源離網(wǎng)制氫項(xiàng)目獲批，項(xiàng)目擬建設(shè) 100 萬(wàn)千瓦光伏系統(tǒng)，100MW/200MWh儲(chǔ)能及對(duì)應(yīng)規(guī)模的制氫系統(tǒng)，將光伏所發(fā)出電送至制氫站；2023年12月7日，深能庫(kù)爾勒綠氫制儲(chǔ)加用一體化示范項(xiàng)目投產(chǎn)儀式舉行，該項(xiàng)目為新疆首個(gè)離網(wǎng)式光伏制綠氫綜合應(yīng)用項(xiàng)目。
離網(wǎng)制氫發(fā)展需要突破那些難關(guān)?
近年來(lái)，以風(fēng)電、光伏為代表的新能源在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中的占比不斷提高，由此帶來(lái)了棄風(fēng)、棄光等問(wèn)題。氫能作為長(zhǎng)周期儲(chǔ)能的有效介質(zhì)，在消納過(guò)剩的新能源電力上展現(xiàn)出了巨大的潛力，而離網(wǎng)制氫可以降低風(fēng)光發(fā)電對(duì)電網(wǎng)沖擊、就地消納新能源電力，有望成為未來(lái)重要的消納方式。
盡管離網(wǎng)制氫發(fā)展前景十分廣闊，但由于新能源發(fā)電受氣候變化和天氣條件影響大，所發(fā)電力高度不確定，具有波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)，離網(wǎng)制氫現(xiàn)階段在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面仍存在諸多難題：
首先，離網(wǎng)制氫沒(méi)有電網(wǎng)支撐，新能源的波動(dòng)性會(huì)導(dǎo)致制氫系統(tǒng)的功率輸出波動(dòng)幅度很大，在較大的功率波動(dòng)范圍內(nèi)，制氫設(shè)備難以耐受波動(dòng)性從而使用壽命下降，波動(dòng)導(dǎo)致的制氫功率過(guò)小也會(huì)降低制取的氫氣純度，造成安全隱患。
其次，離網(wǎng)制氫是一個(gè)系統(tǒng)工程，其運(yùn)行涉及風(fēng)光電出力、電解制氫電力、儲(chǔ)能裝置的協(xié)調(diào)控制，控制策略的制定與電網(wǎng)指令、氫氣需求、設(shè)備參數(shù)密切相關(guān)。目前離網(wǎng)制氫項(xiàng)目建設(shè)有新能源發(fā)電設(shè)備企業(yè)、電解槽廠家、電力院等眾多參與方，各參與方之間沒(méi)有建立互聯(lián)互通的信息平臺(tái)，對(duì)彼此間產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)配合的理解都不深，不利于控制策略設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
再者，由于新能源的間歇性，可能會(huì)出現(xiàn)持續(xù)數(shù)天的無(wú)風(fēng)、陰天情況，為了保證制氫設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，離網(wǎng)制氫項(xiàng)目需要配置大容量的儲(chǔ)氫、儲(chǔ)電設(shè)備,而這樣會(huì)增加了大量成本，影響項(xiàng)目獲得理想的經(jīng)濟(jì)收益。
“離網(wǎng)制氫項(xiàng)目的工程規(guī)劃設(shè)計(jì)也非常重要，其首先要解決的問(wèn)題是新能源與制氫設(shè)備裝機(jī)容量配比?！币晃恍袠I(yè)專(zhuān)家表示，科學(xué)合理的配比能有效提高全系統(tǒng)設(shè)備使用率、降低初期投資，提高綠氫產(chǎn)能和項(xiàng)目總體利潤(rùn)。
面對(duì)制約離網(wǎng)制氫發(fā)展的難題，陽(yáng)光氫能、三一氫能、派瑞氫能、隆基氫能、明陽(yáng)集團(tuán)、東方氫能、海德氫能等企業(yè)都在持續(xù)推進(jìn)離網(wǎng)制氫技術(shù)研發(fā)，發(fā)布了相應(yīng)的產(chǎn)品解決方案。
如陽(yáng)光氫能在國(guó)內(nèi)率先提出柔性制氫概念，開(kāi)發(fā)了離網(wǎng)、并網(wǎng)、微網(wǎng)多模式下的制氫系統(tǒng)，能夠充分適應(yīng)新能源功率快速波動(dòng)和間歇特性；隆基氫能推出“綠電+綠氫”系統(tǒng)解決方案，自主研發(fā)了智慧能量管理平臺(tái)，通過(guò)安全可靠的核心設(shè)備和智能控制系統(tǒng)，自主構(gòu)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)運(yùn)營(yíng)能力。
明陽(yáng)集團(tuán)全自主開(kāi)發(fā)了柔性化集裝箱式PEM制氫站，適應(yīng)海上風(fēng)電制氫、陸上離網(wǎng)制氫等柔性制氫需求；東方氫能集成了東方氫能在制氫領(lǐng)域最新的技術(shù)研究成果，自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首個(gè)離網(wǎng)MW級(jí)PEM電解水制氫系統(tǒng)；三一氫能針對(duì)大基地新能源制氫場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)了適用于超大規(guī)模風(fēng)光綠電離網(wǎng)制氫的電解槽裝置，并制定助力風(fēng)光氫規(guī)模化消納的GW級(jí)總體解決方案。
當(dāng)前離網(wǎng)制氫還處于發(fā)展的起步階段，一位業(yè)內(nèi)人士分析強(qiáng)調(diào)：“2024年是離網(wǎng)制氫項(xiàng)目的建設(shè)期，2025年進(jìn)入示范應(yīng)用階段。離網(wǎng)制氫在技術(shù)集成方面還需要進(jìn)一步探索，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)才能摸索出切實(shí)可行的商業(yè)模式?！?
