海上风电时代，氢能何去何从？

在氢气产能提高的当下，可再生能源制氢似乎已经开始走上了新的台阶。海上风电制氢凭借零碳排放、能源转换效率高等优势，逐渐成为各国能源转型的优先解决方案。

我国海岸线绵长，海洋资源丰富。随着近几年可再生能源利用的增长，我国海上风电利用逐年上涨。根据国家能源局统计数据，2023年全国发电装机容量约29.2亿千瓦，同比增长13.9%。其中，风电装机容量约4.4亿千瓦，同比增长20.7%。

《2021年中国海洋经济统计公报》显示，在海洋电力业方面，2021年我国海上风电新增并网容量1690万千瓦，是上年的5.5倍，累计装机容量跃居世界第一。潮流能、波浪能等海洋开发利用技术的研发示范持续推进。海洋电力业全年实现增加值329亿元，比去年增长30.5%。

根据国家中长期发展规划，到2020年底和2050年底，风电装机容量分别超过200GW和1000GW。随着风电装机容量的增加，大规模风电场的聚集给当地电网输送带来了极大压力，“弃风”现象正逐步增加。

2023年10月18日，国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》，示范工程一共包括20个类型，分为技术创新类、开发建设类和高比例应用类。

其中开发建设类包括海上能源岛示范：主要支持结合海上风电开发建设，融合区域储能、制氢、海水淡化、海洋养殖等发展需求，探索推进具有海上能源资源供给转换枢纽特征的海上能源岛建设，建设包括但不限于海上风电、海上光伏、海洋能、制氢（氨、甲醇）、储能等多种能源资源转换利用一体化设施。海上风电制氢、海水淡化、海洋牧场等海洋综合立体开发利用示范类型不少于2种。

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仰大规模风电场发电的不均衡性，提高风场风电的利用率。

通过风电制氢，离岸风力发电的价值得以增加，因为拥有丰富离岸风力资源的地区可以直接生产绿氢，而无需额外转换成本将所产生的电输送到岸上。同时，风能是无限、免费的能源，它能产生电解槽所需的电能生产绿氢。

这一模式带来了更进一步的优势，因为现场生产的氢气可以通过管道输送，与输送电力所需的高压直流输电系统相比，管道具有更大的经济优势；对于长距离输送大量能源而言，管道是一种更具成本效益的选择。

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。

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。

2023年11月30日，明阳集团“海上风电+海洋牧场+海水制氢”立体化海洋能源创新开发示范项目正式开工，这是国内首个海上风电与海洋牧场、海水制氢结合项目。

该项目总装机容量为1500MW，投产后预计每年可为海南提供49.5亿度绿电，供206万户普通家庭一年用电，减少二氧化碳排放约383.4万吨，有效提高绿色能源占比，推进新型电力系统建设，支撑“十四五”海洋经济开发建设。

我国深远海区风能储量是近海的三倍以上，深远海风电的开发具有非常大的潜力。海上风电与海洋牧场、海上油气、海水淡化，氢能、储能多种能源综合开发利用融合发展，有助于提升海域利用效率，提升项目整体效应，是海上风电的重要发展方向。

我国海上风电总规划为166.386GW，因此，在我国进行海上风电制氢将有非常广阔的电力来源；同时，利用海上风电制备氢气，并通过各类储运技术送到氢能源市场，开发跨越电力输送的渠道，为海上风电和氢能发展提供了可行的思路，有利于国家能源安全。

海上风电制氢具有重大意义。借助风电制氢建立风储一体化系统，能够有效缓解海上风电快速增长和电网建设速度较慢之间的矛盾，解决海上风电消纳问题，提高风能利用率。风电制氢有望加速海上风电成本的降低，保证海上风电顺利进入平价上网时代。