风电制氢的利与弊

近年来，风电市场发展迅猛，风电新装机规模屡破新高，然而迅猛发展的背后却伴随着各国风电产业面临的瓶颈，即滞后的电网建设无法满足迅速扩张的风电电力外送的问题。

如何解决滞后的电网建设和迅速扩张的风电电力外送的矛盾成为风电市场发展至关重要的环节。

风电制氢在此时逐渐走进人们的视野。风电制氢回避了电力系统建设的难题，为风电市场发展提供了可行思路。

风电制氢之利

风电制氢，其实就是将风力发出的电直接通过水电解制氢设备将电能转化为氢气。

具体过程如图：

（风力发电—电解水—制氢制氧—氢气能源—发电、制热、炊事、取暖、交通工具使用等）

风电制氢更加绿色环保。目前制氢的方式有两种：化石能源制氢与电解水制氢。风电制氢能够有效降低化石能源的消耗，降低污染物排放，同时实现风电与煤化工、石油化工的多联产。

风电制氢能够提高风能的利用率。风电的消纳问题始终是世界性难题，我国风电市场在这方面遭遇的问题更为明显。我国风资源集中，大多分布在三北地区（西北、华北、东北）及东南沿海地区，如图所示：

风资源的集中造成我国风电场大多为集中式风电，而资源地市场规模小，虽有大量风电资源，却难以依靠本地就地消纳，且风电本身具有波动性和间歇性的特点，实现风电并网需要配套建设调峰电源，而我国风资源集中的“三北”地区却没有能力实现调峰。

风电制氢却可以利用风能转电来制氢，如果能利用弃风来制氢则是更理想的状态，弃风电量本来就是丢掉的，成本为零。在降低地区弃风率的同时能够提高风电装机规模，尤其是在东南沿海地区，风资源与水资源丰富的情况下，海上风电制氢更是为产业发展带来曙光。采用电网用电低谷时被限掉的风电进行制氢，风电场就不用建设并网设备，风电机组会大大简化，风能的利用率也可得到有效提高。

风电制氢之弊

然而，风电制氢并不是那么的简单。从理念上来说，风电制氢似乎是解决风电消纳的一剂良药，然而为何风电制氢仅仅只停留在理念阶段，世界范围内的风电制氢项目屈手可数。

风电制氢之所以未大范围普及，主要在于：

1、制氢成本高。从每生产1立方米氢气的成本来看，煤制氢成本不足1元，而每生产1立方米氢气需要消耗电5.1-5.2千瓦时，即便按弃风发电价格每千瓦时0.25元计算，风电制氢仅电的成本就为1.25元，没有竞争优势。

2、运输成本高。现在常用的氢气运输方式有三种：管道运输、长管拖车、钢瓶运输。管道运输多为现场制气，氢气产出后直接投入工业应用装置，这与风电制氢运输的概念大相径庭。后两者氢气运输皆为小规模运输氢气，运输效率低，显然在这种情况下，大规模运输氢气是不经济的。

3、氢气消纳能力有待加强。氢气广泛应用于化工、电子、轻工业等领域，而这些产业普遍集中在沿海地区，这与风资源丰富的三北地区在区位上形成矛盾，而三北地区本身的氢气消纳能力也有待加强。另一方面，拿氢能需求量大的HCNG（混氢天然气）、燃料电池汽车技术来说，这些产业距大规模商业化仍然有一定差距，而且燃料电池汽车属于中长期市场，投资回报期较长。因此，风电制氢要想发展，氢能产业必须先行。

我国现有的河北省沽源县新建200兆瓦容量风电场、10兆瓦电解水制氢系统以及氢气综合利用系统同时建设，风电直接用于制氢、制成的氢气直接应用于当地的氢能产业规划，是个比较理想的规划。