海上風電制氫站電解槽的布置通常根據(jù)風資源質量和終端氫氣消費用戶的地理位置來選擇。根據(jù)電解槽的安放位置(陸上/海上平臺)以及是否需要鋪設海纜,海上風電制氫可分為以下四種方式:
1. 海上風電并網(wǎng)陸上制氫
特點:電力從海上經(jīng)升壓站、海底電纜輸送至陸上制氫站??拷M終端,氫氣儲運成本低,制氫系統(tǒng)安裝與維護方便。電解槽可與多種電源(如陸上風電、光伏)連接,避免風電間歇性問題,提高電解槽利用率,降低氫氣生產(chǎn)成本。
優(yōu)勢:技術成熟,適合靠近消費終端的場景。
挑戰(zhàn):隨著離岸距離增加,海底電纜及海上升壓站成本上升,電力傳輸損耗增加,經(jīng)濟性變差。
2. 海上風電并網(wǎng)余電制氫 + 燃料電池發(fā)電反向并網(wǎng)制氫
特點:氫氣作為儲能介質,通過氫燃料電池實現(xiàn)再發(fā)電并反向并網(wǎng)。適用于綠氫終端用戶未明確的情況。
優(yōu)勢:可利用余電制氫,避免棄風問題。
挑戰(zhàn):電-氫-電轉換效率低,氫燃料電池投資大,整體經(jīng)濟性較差。
3. 離網(wǎng)海上平臺集中制氫
特點:電力通過海纜匯集到海上制儲氫裝備,集中制氫并存儲,再通過船舶或海底管道運輸?shù)桨渡稀?山柚F(xiàn)有海上油氣平臺改造為制氫平臺,降低項目投資。
優(yōu)勢:不受水深限制,無需建設海上升壓站,適合深遠海風資源開發(fā)。
挑戰(zhàn):仍處于概念階段,缺少復雜海洋環(huán)境下的工程驗證。海上制氫平臺、氫氣儲運技術(如海底管道摻氫、液氫儲運)等核心技術需進一步突破。
4. 離網(wǎng)海上風機 + 電解槽一體化制氫(分散制氫)
特點:將電解槽整合在海上風機塔筒內(nèi)或底部,風機發(fā)電直接用于電解水制氫,氫氣接入現(xiàn)有海底天然氣管網(wǎng)或專用輸氫管網(wǎng)。
優(yōu)勢:無需建設單獨的海上制氫裝備,對電氣設備要求低。
挑戰(zhàn):依賴海底輸氣管道完成輸氫,風機平臺空間狹小,制氫設備的模塊化集成技術以及風電制氫一體化耦合分析技術有待優(yōu)化。