酷熱難耐，“氫風”來襲！

可再生能源發電就地消納是一個老大難題，而電氫耦合是未來重要方向。近日，全國首個海島“綠氫”綜合能源示范工程在浙江臺州大陳島投入運營，工程利用海島豐富的風電電解水制取氫氣，將為我國可再生能源制氫儲能、氫能多元耦合與高效利用提供重要示范。

(相關資料圖)

據了解，該工程投運后，預計每年可消納島上富余風電36.5萬千瓦時，產出氫氣73000標方，這些氫氣可發電約10萬千瓦時，減少二氧化碳排放73噸。?

作為一種二次能源， 氫能雖然是清潔的可再生能源，在釋放能量的過程中沒有碳排放，但目前生產氫能的過程卻并不是百分之百“零碳”。根據氫能生產來源和生產過程中的碳排放情況，氫能被分為灰氫、藍氫、綠氫。

其中，使用再生能源制造的氫氣，例如通過風電來電解水制氫，稱為“綠氫”，其在生產過程中，零碳排放，是氫能利用的理想形態。

“大陳島綠氫工程利用海島的風電，通過質子交換膜技術電解水制氫，構建了‘制氫—儲氫—燃料電池’熱電聯供系統。”浙江電科院氫電耦合技術專職李志浩介紹說。

據了解，該工程應用了制氫/發電一體化變換裝置等裝備，實現了國內氫綜合利用能量管理和安全控制技術的突破，提高了新型電力系統對新能源的適應性，是新型電力系統的一次有力探索和實踐。

綠氫工程的投運，也將化解大陳島長期以來“風能過剩”的問題。位于東海的大陳島，有著得天獨厚的風能資源。島上年平均風速6.8米/秒，年有效風能時數達7000小時。目前島上有風力發電裝機34臺，總裝機容量約27兆伏安，平均每年可發電6000多萬千瓦時。

然而，大陳島上的風力資源與用電負荷長期不相匹配。夜晚（23:00—次日07:00）富余的風電無法儲存，白天用電高峰期，電經常不夠用。

綠氫工程的投運，能夠將晚上的富余風電制氫儲能，留到白天用電高負荷時使用。不僅如此，綠氫工程的制氫、儲氫、發電系統，可在常規電力系統檢修、故障導致停電期間，作為附近用戶的應急電源使用。據了解，200Nm3（標準立方米）儲氫系統儲氫量，可滿足氫燃料電池發電系統持續發電時長約2.5小時，增強了電網安全負荷保障和持續供電能力。

不僅如此，大陳島的綠氫工程，或將成為我國未來風電制氫儲能的重要示范。近年來，我國已成為全球風電增長最快的國家。國家能源局數據顯示，截至2022年一季度末，我國風能發電設備的裝機容量為3.4億千瓦（其中，陸上風電和海上風電分別為30987和2665萬千瓦）。風能發電設備的裝機容量在全國全口徑發電設備的裝機總容量的占比為14.17%。根據國家中長期發展規劃，到2050年底，風電總裝機容量將超過1000GW。

而另一方面，我國風電制氫技術研發起步較晚，進展較為緩慢。同濟大學的一份研究報告指出，受制于國內風電制氫的審批政策以及經濟性，目前我國尚無成熟商業運行的風電制氫儲能和燃料電池發電系統。此外，大規模風電制氫儲能的示范工程設計經驗不足，在系統的關鍵性技術、效率提升和經濟性方面未能取得實質性的進展。

報告指出，從技術角度來看，風電具有不穩定、隨機性強，波動性較大的特點，而水電解制氫設備對電能的穩定性要求較高，頻繁的電力波動會對設備的運行壽命及氫氣的純度質量造成影響。如何進行有效的電能匹配，提高制氫設備的可利用率需要深入研究探討。此外，當前氫氣的儲存和運輸成本較高，包括氫氣儲運的安全性等都是制約氫能行業發展的瓶頸。

關鍵詞： 綜合利用