中國儲能網(wǎng)訊:在我國“雙碳”目標的大背景下,氫能作為一種清潔、高效的二次能源,來源廣泛,應用場景豐富,可用于儲能、發(fā)電、發(fā)熱等,被認為是支撐可再生能源大規(guī)模發(fā)展的理想能源載體。繼2022年我國《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》發(fā)布以來,氫能已成為我國新型能源體系建設的重點布局產(chǎn)業(yè),對于加速推進我國各領(lǐng)域綠色低碳化轉(zhuǎn)型具有重要意義。近年來,海上風電由于風能利用率高、不占用陸地面積、靠近消納中心等優(yōu)點,成為我國沿海省份利用可再生能源的重點方式。2023年我國累計海上風電裝機容量達到37吉瓦,連續(xù)多年位居全球首位,全球占比達一半左右。然而,海上風電因存在間歇性、波動性等特性,對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有挑戰(zhàn)性,增加了并網(wǎng)難度。在我國海上風電與氫能共同發(fā)展背景下,海上風電制氫作為未來綠氫制備的主力軍之一,對于解決風電并網(wǎng)難題,促進風電消納利用具有重要意義。海上風電與制氫產(chǎn)業(yè)相融合是未來海上風電可持續(xù)發(fā)展的重要發(fā)展方向,具備良好推廣應用前景。
關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
● 海上風電制氫系統(tǒng)
目前,海上風電制氫主要有海上和陸上電解水制氫兩種系統(tǒng)配置。其中,海上系統(tǒng)配置由海上風電場、海上電解槽和陸上儲用氫設施組成,可細分為海上集中式電解水制氫及分布式電解水制氫兩種方式。集中式電解水制氫是將風力渦輪機組產(chǎn)生的電力匯集到海上平臺進行電解水制氫,氫氣經(jīng)船舶或輸氫管道傳輸至岸上。此種制氫系統(tǒng)能利用現(xiàn)有海上油氣平臺和管道且不受水深限制,具備項目總體投資成本低、無需建設海上升壓站等優(yōu)勢,適合發(fā)展深遠海大規(guī)模風電制氫。目前已在荷蘭NortH2、瑞典HT1等多個海外項目中實現(xiàn)規(guī)劃應用,是未來我國海上制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。海上分布式電解水制氫則在每臺風電機組塔底平臺上都安裝模塊化的制氫設備,在風電機組側(cè)制氫并將氫氣匯集后再通過主管道壓縮傳輸至岸上,具備電力運輸成本低、損耗低等特點,目前在英國、德國均有相關(guān)應用。但由于風機平臺空間狹小,對海底管道依賴性強,受海上氣候復雜多變因素影響故障率相對更高,其維護成本過高,目前仍存在較大優(yōu)化空間。
↑ 海上電解水制氫系統(tǒng)架構(gòu)圖
陸上電解水制氫系統(tǒng)配置的區(qū)別在于電解槽位于岸上,此種系統(tǒng)配置中產(chǎn)生的盈余電力可以選擇出售給電網(wǎng)或在低電價期間從電網(wǎng)購買電力生產(chǎn)氫氣,對可再生能源波動性適應能力高。但電纜在傳輸過程中能量損耗明顯,且發(fā)電機與岸邊的距離將導致?lián)p耗呈倍數(shù)上升。在目前我國不斷向深水乃至超深水平臺建設的趨勢下,電力損耗成本高將成為限制陸上制氫系統(tǒng)大規(guī)模發(fā)展的重要因素。
↑ 陸上電解水制氫系統(tǒng)架構(gòu)圖
● 電解水制氫技術(shù)路線
海上制氫主要有兩個技術(shù)方向:一是先把海水變成純水或預處理再電解制氫,二是用海水直接電解制氫。目前海水先淡化或預處理再電解制氫的技術(shù)相對成熟,主要包括目前已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)的堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM),以及研發(fā)階段的固態(tài)氧化物電解水制氫(SOEC)和陰離子交換膜電解水制氫(AEM)四種制氫技術(shù)。其中ALK和PEM技術(shù)已廣泛應用于陸上風光制氫一體化項目中,是當前海上風電制氫產(chǎn)業(yè)主要使用的兩種電解槽技術(shù);SOEC和AEM技術(shù)由于關(guān)鍵材料亟待突破、產(chǎn)品性能尚未成熟等問題,目前暫無示范實證項目。
ALK電解槽是當前最成熟、應用最廣泛的電解水制氫技術(shù)。截至2024年上半年,市場上公開單臺堿槽最大制氫能力可達4000標準立方米/小時,產(chǎn)品性能指標比肩國際先進水平,具有造價成本低、壽命長等優(yōu)勢,目前已完成商業(yè)化進程并占據(jù)市場主導地位,但仍然存在電流密度低、電解能耗高、功率調(diào)節(jié)范圍窄等問題,同時由于堿性電解槽難以快速地啟停和調(diào)節(jié)負荷,其與海上風電適配性較差。PEM電解槽在我國起步較晚,但近兩年技術(shù)裝備制造自主化發(fā)展迅速,目前國內(nèi)公布PEM最大單槽制氫規(guī)模已達400標準立方米/小時,正處于商業(yè)化驗證階。PEM電解槽具有啟動迅速、體積小、電流密度高等特點,且與可再生能源發(fā)電適配性強,被業(yè)內(nèi)認為是未來5~10年最主要的發(fā)展方向。但需使用含貴金屬(鉑、銥)的電催化劑和特殊的膜材料,導致整體設備成本數(shù)倍于ALK電解槽價格,在一定程度上限制了其應用規(guī)模。
除傳統(tǒng)純水電解制氫路線外,利用海水直接電解制氫技術(shù)也是近年來發(fā)展海上風電制氫的重要技術(shù)路徑之一。海上風電電解水制氫技術(shù)對比如下表所示。
↑ 海上風電電解水制氫技術(shù)對比
近年來,國內(nèi)研究團隊先后在海水電解制氫方面實現(xiàn)突破,海水制氫技術(shù)快速發(fā)展,相關(guān)示范項目陸續(xù)啟動。目前由氫致能源公司研制的500千瓦電解海水制氫裝備已落地深圳能源集團媽灣電廠并正式開展示范應用;由謝和平院士團隊聯(lián)合東方電氣開展的無淡化海水原位直接電解制氫技術(shù)海上中試在福建興化灣海上風電場獲得成功示范驗證;除深圳能源集團、東方電氣以外,中石化、中石油、中海油、國家能源集團等央國企正下場進軍海水制氫,共同推動該項技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程。從整體來看,當前海水直接制氫仍存在制氫效率低、產(chǎn)量不穩(wěn)定等亟待攻克的難題,距離實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地應用仍有一段爬坡路要走。
● 海上氫儲運方式
對于海底管道輸氫,目前我國尚未開展相關(guān)示范項目,而歐洲各國已探索開展海底管道運氫示范。其中,德國、瑞典、挪威等陸續(xù)啟動“海上風電制氫管道運氫”項目建設;西班牙、葡萄牙和法國在2022年宣布建設連接三國的海底氫氣管道項目(H2Med)以響應歐盟提出的氫能發(fā)展目標;英國“Dolphyn Hydrogen”項目計劃將現(xiàn)有油氣管道改造升級以實現(xiàn)氫氣輸送。但是目前管道輸氫大多使用碳鋼管材,運輸過程中難以避免氫脆、氫致疲勞等管材損傷,未來仍需繼續(xù)優(yōu)化提升。此外,海底管道建設還需面臨海洋環(huán)境的腐蝕性及復雜性帶來的工程安全問題、成本高昂等不確定性風險,當前階段仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
對于船舶運氫,目前主要有氣態(tài)、液態(tài)、有機液態(tài)和固態(tài)4種儲氫技術(shù)方案,氫氣通過運輸船運至碼頭或氫氣轉(zhuǎn)運場地,供陸上應用消納?,F(xiàn)階段氣態(tài)儲氫和液態(tài)儲氫技術(shù)相對成熟,其中氣態(tài)儲氫具備結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、充放氫速度快等特點,我國主要以35MPaⅢ型儲氫罐為主,但儲氫效率低、安全性較差等問題一定程度上限制了其在船舶運氫領(lǐng)域的進一步發(fā)展;而液氫單次儲運量約為氣態(tài)氫儲運量的9倍,具有運輸成本低、儲運壓力低和安全性高等優(yōu)勢,因此對于大規(guī)模運輸具有較高的工程應用價值。日本、韓國和歐洲部分國家已率先開展海上液氫運輸船項目研究;國內(nèi)關(guān)于液氫運輸船的研究目前處于船型設計階段,由中國船舶集團第七〇八研究所研發(fā)的20000立方米級液氫運輸船設計方案已獲得美國船級社原則性認可證書,取得突破性進展。然而,在氫液化關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,我國長期落后國際先進水平,氫膨脹機、正仲氫轉(zhuǎn)化器、液氫容器及其密封件制造等技術(shù)瓶頸亟待突破。在有機液態(tài)儲氫領(lǐng)域,目前國內(nèi)外仍處于示范驗證階段,應用案例較少,日本千代田公司以甲苯-甲基環(huán)己烷為儲氫載體實現(xiàn)全球首次氫氣海上運輸,但由于脫氫能耗高、儲氫載體性能欠佳等因素,短時間內(nèi)難以達到規(guī)?;熬邆浣?jīng)濟性。而固態(tài)儲氫由于與船舶適配性欠佳,存在質(zhì)量能量密度較低,大規(guī)模裝載局部較重問題,暫無實際應用案例。
除評估技術(shù)本身成熟度及可行性以外,遠距離大規(guī)模海上輸氫還需兼顧考慮在原有海上制氫平臺基礎(chǔ)上再擴建儲運平臺的現(xiàn)實工程難點,其同樣是制約我國海上制氫發(fā)展的重要因素。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
隨著能源行業(yè)深入踐行習近平生態(tài)文明思想,協(xié)同推進高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全保障,綠色發(fā)展不斷邁上新臺階。2023年來,各部門圍繞我國《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》謀劃部署的分階段目標任務,發(fā)布了一系列政策文件,在各自領(lǐng)域釋放出發(fā)展氫能的積極信號,如國家能源局發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》,明確提出推動氫燃料電池汽車替代、可再生能源制氫、電氫轉(zhuǎn)換技術(shù)、大規(guī)模氫能制備和利用綜合示范等重點任務。綠電制氫成為我國可再生能源存儲、轉(zhuǎn)運及消納的重要技術(shù)路徑,其中風電制氫產(chǎn)業(yè)鏈備受行業(yè)關(guān)注。
一是海上風電裝機量迅速提高以及氫能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展為海上風電制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)?!丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》提出,重點建設山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大海上風電基地,圍繞資源富集區(qū)協(xié)同推進海上風電產(chǎn)業(yè),建設風電裝備產(chǎn)業(yè)基地,截至目前沿海各省均已推出本省海風規(guī)劃。從各省海風規(guī)劃容量(總共接近200吉瓦)和推進節(jié)奏來看,未來5~10年是國內(nèi)海風新一輪建設高峰期。在“雙碳”目標引領(lǐng)下,海上風電技術(shù)創(chuàng)新、單機規(guī)模、深遠海發(fā)展等方面取得重大突破,全球超60%的風電裝備由我國生產(chǎn),新增裝機容量連續(xù)多年居世界首位,截至2023年底,海上風電裝機規(guī)模超37吉瓦。能源產(chǎn)業(yè)鏈綠色化、現(xiàn)代化水平不斷提升,為海上風電制氫產(chǎn)業(yè)化和場景規(guī)?;於藞詫嵉幕A(chǔ)。
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今,以交通領(lǐng)域為核心,已初步搭建起“氫儲運加用”的全產(chǎn)業(yè)鏈條。截至2023年底,我國氫燃料電池汽車保有量約19000輛,已建成并運營的加氫站數(shù)量超420座;同時,氫能應用也從交通領(lǐng)域開始輻射到其它領(lǐng)域,各大能源、化工、鋼鐵、電氣等行業(yè)頭部企業(yè)也相繼切入氫能領(lǐng)域,將氫能作為實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要手段,其中海上風電制氫耦合沿海化工、鋼鐵、新型儲能等領(lǐng)域有巨大的市場前景,對解決海上風電消納、傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型有重要意義。近年來氫能與燃料電池企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)型,往綠氫制儲運加等產(chǎn)業(yè)鏈延伸發(fā)展,從關(guān)鍵材料、部件到裝備等環(huán)節(jié)技術(shù)和國產(chǎn)化率逐步提高,產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢明顯。
二是大型企業(yè)加快布局促使海上風電制氫產(chǎn)業(yè)鏈市場格局和技術(shù)路線都呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢。市場格局方面,三股“電解槽裝備生產(chǎn)新勢力”加入——以金風科技、明陽智能、三一重工為代表的風電材料部件及裝備企業(yè)(綠電配套供應方),以上海重塑、廣東清能、北京億華通等為代表的氫燃料電池企業(yè)(技術(shù)正向開發(fā)方),以電力、航天、船舶等領(lǐng)域國央企(風電資源方)都在推進業(yè)務延伸與閉環(huán),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈整合。因此,市場格局正在從過去以蘇州競立制氫設備有限公司、中國船舶集團第七一八研究所、天津市大陸制氫設備有限公司為代表的老牌電解槽生產(chǎn)企業(yè)“三分天下”,逐步向多領(lǐng)域、多群體“群雄逐鹿”轉(zhuǎn)變。技術(shù)路線方面,從堿性槽單一主導向多種技術(shù)共同發(fā)展轉(zhuǎn)變,PEM電解槽市場規(guī)模逐漸增大,SOEC、AEM電解槽產(chǎn)品下線數(shù)量逐年遞增。2023年以來,我國5兆瓦堿性電解槽實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和應用能力,10兆瓦產(chǎn)品已陸續(xù)下線;PEM電解槽實現(xiàn)兆瓦級產(chǎn)品下線,開展實證示范應用;SOEC電解槽逐步走出實驗室,200千瓦級產(chǎn)品投入運營;AEM電解槽實現(xiàn)10千瓦級產(chǎn)品下線,但仍有待實證驗證。從電解槽下線數(shù)量來看,2023年共有47個電解槽產(chǎn)品實現(xiàn)下線,相比2022年增加一倍,其中堿性電解槽下線數(shù)量達到30個。
↑ 2021-2023年我國電解槽不同技術(shù)路線產(chǎn)品下線數(shù)量
三是陸上風光制氫一體化示范項目建設提速推動電解槽產(chǎn)能提升,將帶動技術(shù)快速迭代升級,并為海上風電制氫發(fā)展做出有益探索。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院統(tǒng)計,截至2024年7月,中國已建成兆瓦級以上可再生能源制氫項目約47個,合計制氫規(guī)模約850兆瓦,綠氫產(chǎn)能將近10萬噸/年。在建與規(guī)劃項目合計披露綠氫產(chǎn)能近30吉瓦。巨大的制氫需求吸引社會各方布局投資電解槽制造,電解槽產(chǎn)能持續(xù)快速提升。截至2023年底,我國共有超過50家電解槽企業(yè)披露產(chǎn)能,合計產(chǎn)能規(guī)模34.5吉瓦,相比2022年規(guī)模增幅達200%,提高了近20吉瓦。這必將為國內(nèi)電解槽技術(shù)迭代發(fā)展提供了有利的產(chǎn)業(yè)和市場大環(huán)境,帶動技術(shù)進步和配套產(chǎn)業(yè)鏈成本下降,為未來海上風電制氫成為行業(yè)重要發(fā)展方向作好鋪墊探索。
↑ 2020-2024年我國綠氫項目數(shù)量與規(guī)模
總體而言,當前行業(yè)政策、技術(shù)、市場環(huán)境的發(fā)展態(tài)勢為海上風電制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了絕佳的土壤。但不可忽視的是,國內(nèi)外海上風電制氫均處于起步階段,仍在探索可行的技術(shù)方案和商業(yè)化方案。國內(nèi)海上風電制氫示范項目如下表所示。目前項目進展主要停留在各地產(chǎn)業(yè)規(guī)劃層面或企業(yè)內(nèi)部論證階段,實證示范較少,暫無實際制氫產(chǎn)出。
↑ 我國典型海上風電制氫示范項目匯總
存在的問題
● 核心技術(shù)有待突破,關(guān)鍵部件仍依賴進口
在風電裝備及零部件方面,雖然我國風機制造廠商已具備十兆瓦級整機開發(fā)與生產(chǎn)制造能力,基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,但是由于海上風電對可靠性和智能化等性能要求較高,在主軸承、輕量化超長碳纖葉片、變流器等關(guān)鍵部件和原材料主要依賴進口;此外在深遠海風電建設相對滯后,浮式風機理論基礎(chǔ)研究與國外仍有一定距離。在海上風電制儲運氫系統(tǒng)方面,首先海上風電受海上復雜環(huán)境制約,海上風機、電解槽及運輸管道等核心裝備故障率高,機械裝備防腐等關(guān)鍵核心技術(shù)仍待升級;其次,海上風電波動性與電解槽的波動負荷適應能力、技術(shù)可靠性需要進一步論證;與此同時,由于海上平臺空間有限,高密度布置下的大規(guī)模制儲氫安全、用氫終端長距離輸送難題等關(guān)鍵技術(shù)研究成為制約海上風電制氫的重要因素。總體上看,在核心設備制造能力、關(guān)鍵材料技術(shù)水平、關(guān)鍵部件制造工藝等方面與國外存在不同程度的差距,同時由于下游企業(yè)對國產(chǎn)化產(chǎn)品信心不足導致缺乏下游企業(yè)的支持,產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性等驗證周期長,反過來減緩了產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進程。
● 項目生命周期成本高成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵難點
在建設投資方面,海上風電制氫項目的投資成本較高,主要體現(xiàn)在風電設備、電解水制氫設備、氫氣儲存和運輸設施等方面。海上風電項目施工難度高,受不同海域建設條件差異影響較大,使得不同項目單位造價差異較大,特別是漂浮式海上風電項目,國內(nèi)項目平均單位造價約5.47萬元/千瓦。下圖展現(xiàn)了漂浮式海上風電項目的各項成本構(gòu)成,其中浮式基礎(chǔ)在風電機組成本中占比最高,接近70%,海上風電基礎(chǔ)下降是漂浮式海上風電項目降本的重要手段之一。同時由于氫氣的市場需求尚未完全啟動,海上風電制氫項目的投資回報周期較長,這也給投資者帶來了較大的風險;此外,海上風電制氫項目需要考慮對海洋環(huán)境的影響,以及與漁業(yè)和其他海洋活動的兼容性,這些因素可能會增加項目的復雜性和成本。
↑ 漂浮式風電項目成本構(gòu)成
在海上施工和運維方面,一方面,專業(yè)化海上施工設備短缺已成為我國海上風電制氫產(chǎn)業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計,目前我國可供利用的海上風電安裝船只有30艘左右,年吊裝容量為4~5吉瓦。而歐洲海上風電發(fā)達國家現(xiàn)已全部采用自升式平臺,設備適應性強、穩(wěn)定性高、受海況影響小,進而增加作業(yè)窗口期,同時集成負荷度高、效率高,大大縮短風機施工安裝時間。另一方面,我國長期運營海上風電(制氫)項目的運維數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累仍然相對缺乏,對風機、海上電解槽運維技術(shù)的研究時間相對較短,海上風電制氫運維市場培育時間也相對不足,海上風電智能化運維水平較低,總運維成本可占項目全生命周期總成本30%以上,是陸上風電的4~5倍。因此海上風電制氫項目的全生命周期成本嚴重制約著產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
在電價和綠氫成本方面,2022年起我國取消對海上風電的國補支持,上網(wǎng)電價從0.75元/千瓦時降至目前的0.4元/千瓦時左右,逐步向市場驅(qū)動型過渡。一方面,歐美發(fā)達國家(比如英國)海上風電電價僅為風電場生產(chǎn)電價,而我國海上風電場開發(fā)企業(yè)仍需承擔至少到上一級變電站的送出工程建設投資費用,導致國內(nèi)海上風電支撐電價水平較高。2023年國際能源署公開數(shù)據(jù)顯示,歐洲多國(如丹麥、英國)海上風電發(fā)電成本持續(xù)降低,其中丹麥海上風電電價已低于0.31元/千瓦時,低于我國海上風電支撐電價。另一方面,受限于目前國內(nèi)海上風電技術(shù)不成熟、運維成本高等問題,海上風電電價與國內(nèi)實現(xiàn)平價上網(wǎng)的陸上風電電價(約0.2元/千瓦時)對比仍有很大差距。高昂的海上風電支撐電價直接導致了綠氫成本的高居不下,當前國內(nèi)應用最為廣泛的ALK路線電解水制氫投資成本約為0.21元/立方米,海上風電電價為0.4元/千瓦時,按照國際平均水平5千瓦時電制約1立方米氫為標準計算,綠氫成本約為2.2元/立方米,遠高于當前國內(nèi)天然氣制氫價格(0.8~1.2元/立方米)及煤制氫價格(0.6~1.2元/立方米),因此我國海上風電制氫項目經(jīng)濟性方面的欠缺同樣為制約發(fā)展的關(guān)鍵因素。
● 產(chǎn)業(yè)形態(tài)與政策監(jiān)管保障要素有待完善
在產(chǎn)業(yè)形態(tài)方面,當前我國海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展“幕后推手”的政策引導能力遠遠超過市場主體主觀選擇能力,地方“以資源換投資”導致海上風電產(chǎn)業(yè)園、風電制氫裝備項目等“多地落戶”,加重了企業(yè)的負擔、加劇產(chǎn)能過剩,造成資源浪費的同時加大同質(zhì)化競爭和地方不同程度的產(chǎn)業(yè)壁壘,不利于海上風電制氫產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展。在政策標準方面,盡管我國對新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展給予了高度重視和大力支持,但在海上風電制氫領(lǐng)域,相關(guān)政策和標準仍不完善。目前,我國尚未制定專門針對海上風電制氫的政策和規(guī)劃,與海上風電制氫領(lǐng)域相關(guān)的現(xiàn)有標準主要圍繞整機系統(tǒng)的技術(shù)條件及安全要求,而關(guān)鍵零部件標準、海上儲氫技術(shù)和平臺設計、運氫船設計以及質(zhì)量檢測平臺和試驗方法等領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)范和標準相對空白,導致產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏明確的方向和目標。在項目審批方面,在海上風電制氫項目開發(fā)上,需要符合海洋主體功能區(qū)規(guī)劃和國防安全部署等要求,涉海管理部門職責與權(quán)限交錯重疊、用海審批難度大周期長等或?qū)⒅萍s海上風電制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展。此外,海上風電制氫項目在監(jiān)管和扶持政策等方面也存在一定程度的不足,這對產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展造成了一定的制約
展望與建議
海上風電制氫產(chǎn)業(yè)作為一種創(chuàng)新的“海上風電+”場景與模式,不僅解決海上風電消納、并網(wǎng)難題,也有利于推進清潔能源制氫、拓寬氫源供應渠道,是風電與氫能產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的雙贏選擇。近年來,國際海事組織升級航運業(yè)減碳目標,綠色低碳已成為船舶航運業(yè)發(fā)展的必然趨勢,氫燃料動力船舶可實現(xiàn)“零排放”是重要應用路徑之一。未來隨著深遠海風發(fā)電規(guī)?;l(fā)展,其技術(shù)經(jīng)濟性進一步下降,與制氫項目結(jié)合有望為遠洋船舶提供氫氣供給服務,將在改變航運行業(yè)商業(yè)模式的同時,也極大釋放海上風電的價值。然而,海上風電制氫是一項龐大、復雜的系統(tǒng)工程,在積極發(fā)展的同時,也要看到隱患和瓶頸約束等問題,科學謀劃,合理布局。
強化頂層設計,針對我國海上風電制氫領(lǐng)域政策和規(guī)劃空缺的問題,需要研究并制定海上風電制氫產(chǎn)業(yè)近中期發(fā)展目標和路徑規(guī)劃,因地制宜有序開展海上風電制氫項目。同時加強對海上風電項目的監(jiān)管和扶持力度,在項目審批方面,落實各部門主體責任,降低海上風電項目在審批方面的額外成本。
強化海上風電制氫關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),針對風電裝備及零部件受制國外的問題,亟需打破主軸承、輕量化超長碳纖葉片、變流器等關(guān)鍵零部件及制造技術(shù)瓶頸;針對海上風電波動性致使電解槽設備出現(xiàn)的頻繁啟停技術(shù)問題,需大力發(fā)展柔性電解槽制氫技術(shù)去解決與適應,以及增強離網(wǎng)情況下的微電網(wǎng)的支撐能力。此外,海上風電制氫項目可行性還受儲運氫成本高、技術(shù)復雜及安全性問題等制約,仍需進一步探索研究。
構(gòu)建完整的標準體系框架,針對海上風電關(guān)鍵部件及核心技術(shù)領(lǐng)域標準缺失的問題,亟需構(gòu)建覆蓋海上風電制氫、海上高密度儲氫、海上大規(guī)模輸氫、氫燃料動力船舶、海洋氫能綜合安全等領(lǐng)域的標準體系框架以適應氫能制/儲/運/用一體化發(fā)展需要;同時全面對標ISO、IEC、DNV等發(fā)布的標準,合理采用國際標準和國外先進標準,積極主導和參與制定國際標準,全面提升國際化程度、水平和影響。
提升對國際相關(guān)低碳產(chǎn)品標準的影響力,目前發(fā)達國家、跨國企業(yè)都已提出低碳氫、氨、甲醇等碳排放標準和認證規(guī)則,我國近期已發(fā)布《碳排放權(quán)交易管理暫行條例》,建議依次為契機進一步提升我國綠氫產(chǎn)業(yè)“軟實力”,逐步影響和引導國際相關(guān)標準規(guī)則的制定,為后續(xù)海上風電制氫的下游場景消納與國際貿(mào)易奠定堅實基礎(chǔ)。