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浅谈风电制氢行业

世优科服

2019-09-12

导读：本月德国总理默克尔访华，其中一件事引起了国内外能源界的关注。9月6日，在中德两国总理的共同见证下，国家电投与

本月德国总理默克尔访华，其中一件事引起了国内外能源界的关注。9月6日，在中德两国总理的共同见证下，国家电投与西门子股份公司在北京签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》，国家电投和西门子将聚焦氢能供需两侧关键技术的联合研发与应用。

西门子通过氢能串联起了其在新能源领域发展的上下游产业链。在上游，西门子提供适合光伏和风能等可再生能源的发电和输配电设备及解决方案。在中游，提供高效电解水制氢的核心技术，通过PEM电解水制氢技术，快速响应光伏和风能等可再生能源发电量的波动。在下游，提供适用于工业等领域的氢能应用设备。

氢作为一种清洁能源，其燃烧后生成的产物为水，同时具有能量密度高的优点，可作为储能载体和化工原料。利用风电制氢能实现能量的长期存储，是解决弃风弃电、提高电网运行效率的最佳能量转换体。风电制氢能够将无穷无尽的、分散的风能转变成高度集中的清洁能源和化工合成原料。

现有的制氢技术大体包括：化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气制氢、水电解制氢以及各种正在研发的新型制氢(生物质、光化学)。目前，氢气主要应用在合成氢、合成甲醇和石油炼化等工业领域，以及燃料电池汽车等交通领域。

风电制氢主要采用电解水制氢方式，其将风电机组发出的电直接通过水电解制氢设备将电能转化为氢气，生产出来的氢气可以用来给氢燃料电池加氢、做分布式能源等多个方面应用，实现电能的转化和储存。利用风力发电制取氢气的大体流程包括：风机发出的电通过整流电路、变压器变换为满足要求的直流电；水在电解槽中被电解成氢气和氧气，随后分别进入氢、氧分离器进行气液分离，沉降下来的溶液进入循环泵获得循环动力，经冷却器冷却、过滤器除去杂质后返回到电解槽中，维持整个电解工艺工程的连续进行。分离器中分离出来的氢气和氧气分别经过洗涤、冷凝、除水后，经过程控制后送出氢气发生系统，至纯化装置进一步纯化。

风电制氢可以绕开电网，避免了大规模风电并网对电网系统的影响；将电力生产与消费环节分离，突破了电网接入不便的难题；同时有助于解决风电存在的间歇波动、不可直接并网等问题。

然而，当前风电制氢大规模推向商用化还有许多难题需要解决，其难以兼具经济性和安全性的氢气制取和储运方式；高昂的氢能基础设施建设费。风电制氢受风速影响，波动性大，对设备性能要求高。电解制氢需要有水，我国大规模风电基地一般都缺水，发展风电制氢限制较大。对氢气需求量大的石化企业大都在沿海，而风电机组都建设在内陆，风电还需借助火电的电网运输等。因此，当前风电制氢项目大都与海上风电结合在一起。

风力发电作为一种间隙性、波动性强的能源，电能品质较差，大规模并网会给电力系统带来运行安全与稳定问题。同时，规模化风电集中并网，导致电网无法接纳过多的风电，会出现大量弃风现象。因此，通过风电制氢加快风电消纳，对于我国推进能源革命和能源转型具有重大的现实意义。

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