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- y# @6 L) q1 L 作者 | 氢促会 S# `- ^* }* ]3 k( D* ~% B6 z6 d
海上风电具有资源丰富、发电利用效率高、不占用土地资源、适宜大规模开发等优势。全球海上风电产业规模快速发展，在地缘紧张局势影响下，多个欧洲国家加快了新能源转型步伐，在大幅提升海上风电装机目标的同时，也加速项目布局。同时，海上风电的技术进步降低了建设成本，打开了市场发展空间。 : V, [9 a1 I8 g3 T9 B* D/ J
据世界海上风电论坛统计数据，截至2022年，全球海上风电累计装机容量达57.6吉瓦。2022年，全球海上风电新增装机容量9.4吉瓦。我国海上风能资源丰富，截至2022年，我国海上风电累计装机容量达3051万千瓦，约占世界海上风电总容量的44%，持续保持海上风电装机容量全球第一，并加速向深远海发展。 ! o8 X# m) [- ?
随着海上风电的大规模发展，海上电力尤其深远海可再生电力输送、消纳成为问题，利用海上风电制氢是解决海上风电大规模并网消纳难，深远海电力送出成本高等问题的有效路径。海上风电制氢主要有两种方案，一种是陆上电解水制氢方案，另一种是海上电解水制氢方案。陆上电解水制氢即电力经海底电缆、升压站等设施输送至陆上电解水制氢系统，在陆上完成氢气的制取和储运；海上电解水制氢方案分为海上集中式电解水制氢、海上分布式电解水制氢。 T' z3 @ t$ ?/ ]
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陆上电解水制氢示意图
/ \/ `* `. ?8 D/ ?1 K 海上集中式电解水制氢，海上风电机组产生的电力通过风电场集电海缆汇集到海上电解水制氢平台，在该平台完成制氢后，经由输气管道传输至岸上。集中式电解水制氢可以借助已有的海上油气平台或油气管道，将油气平台改造为制氢平台，有效降低项目投资成本；海上分布式电解水制氢，在每台风电机组塔底平台上安装模块化的制氢设备，直接在风电机组侧制氢，产生的氢气通过小尺寸输气管道汇集到收集歧管，压缩或直接通过更大直径管道传输至岸上。分布式电解水制氢最大程度地用输氢管道替换了海上输电设施，降低了能量送出成本。 $ [+ H3 ~) h. _0 L( M
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海上集中式电解水制氢示意图 : S4 o, s( ?$ ~
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海上分布式电解水制氢示意图
/ }5 t" ^; n# q* I 全球范围内，以英国、德国、荷兰为代表的国家纷纷布局海上风电制氢，荷兰、德国、丹麦等欧洲国家均已有百万千瓦级以上的海上风电制氢规划。全球范围内已经公布的电解水制氢项目储备总规模达到3200万千瓦，约有一半来自于海上风电制氢。
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国外海上风电制氢典型项目（资料来源：氢促会不完全统计）
( J+ L6 F0 a0 }, R4 P/ ] 我国海上风电发展迅速，国内大型风电场装机容量快速增长，已成为推动海洋经济和新能源产业快速发展的重要支撑。2022年，国家发改委、能源局出台《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”可再生能源发展规划》等政策，提出有序推进海上风电基地建设，加快推动海上风电集群化开发，重点建设山东半岛、长三角、闽南、粤东和北部湾五大海上风电基地，将推动海上风电更高速发展。
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我国海上风电相关政策（资料来源：氢促会整理）
( {6 q! I+ | I. }% N 随着海上风电高速发展，海上风电大规模并网消纳难、深远海电力送出成本高等问题凸显。海上风电制氢是解决消纳、输送的有效路径。海上风电制氢具有发展优势：一是通过海上风电电解水制取氢气，有效缓解海上风电快速增长和电网建设慢之间的矛盾，提高风能利用率。制取氢气可以通过天然气管道或船舶输送，将弃电变为有价值的氢气；二是加速海上风电成本降低，通过“海上风电+海洋牧场+风电制氢”的新经济模式，实现海洋经济的综合开发利用，助力海上风电和绿氢产业发展。 ( |1 _% a4 T- x6 H9 j
海上风电制氢同样也面临挑战：一是海上风电输出功率具有随机性、波动性，频繁的电力波动会影响电解设备的运行寿命，需要进一步优化整体系统的稳定性和连续性；二是针对海水电解效率低，海水对电解槽部件造成腐蚀，海水中杂质导致催化剂失活等问题，需要持续投入研究。
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/ Q: |& p3 n4 d9 b 我国海上风电制氢典型项目（资料来源：氢促会不完全统计）
6 ?9 B& ^# D$ m 未来，海上风电向大型化，深远海，漂浮式和海洋经济综合开发的方向发展。综合发展海上风电制氢技术，可以有效提高海上风能利用率，并为海上风电向深远海发展提供新方向。制取的绿氢可以应用于电力、化工、交通等领域脱碳，助力实现双碳目标。
: J2 ?, m7 s# E 氢促会认为：海上风电制氢是未来绿氢规模化供应途径之一，是提高海上风能利用率，促进海上风电消纳的有效路径。我国目前尚处于探索阶段，缺乏顶层设计、成熟示范项目经验和商业模式。同时，还有诸多技术难题、经济性问题有待解决。要充分借鉴国际海上风电制氢项目开发经验，因地制宜探索科学合理的海上风电制氢系统方案，开展关键核心技术的国产化攻关，完善海上风电制氢配套基础设施建设。 8 w# y: [' x+ D8 D' A
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