我國海岸線綿長，海洋資源豐富。隨著近幾年可再生能源利用的增長，我國海上風(fēng)電利用逐年上漲。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年全國發(fā)電裝機(jī)容量約23.8億千瓦，同比增長7.9%。其中，風(fēng)電裝機(jī)容量約3.3億千瓦，同比增長16.6%。

《2021年中國海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，在海洋電力業(yè)方面，2021年我國海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量1690萬千瓦，是上年的5.5倍，累計(jì)裝機(jī)容量躍居世界第一。潮流能、波浪能等海洋開發(fā)利用技術(shù)的研發(fā)示范持續(xù)推進(jìn)。海洋電力業(yè)全年實(shí)現(xiàn)增加值329億元，比去年增長30.5%。

根據(jù)國家中長期發(fā)展規(guī)劃，到2020年底和2050年底，風(fēng)電裝機(jī)容量分別超過200GW和1000GW。隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，大規(guī)模風(fēng)電場的聚集給當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)輸送帶來了極大壓力，“棄風(fēng)”現(xiàn)象正逐步增加。

海上風(fēng)電尋求新出路

風(fēng)電制氫技術(shù)作為一種新型的儲(chǔ)能方式，更多地將被應(yīng)用于平仰大規(guī)模風(fēng)電場發(fā)電的不均衡性，提高風(fēng)場風(fēng)電的利用率。

通過風(fēng)電制氫，離岸風(fēng)力發(fā)電的價(jià)值得以增加，因?yàn)閾碛胸S富離岸風(fēng)力資源的地區(qū)可以直接生產(chǎn)綠氫，而無需額外轉(zhuǎn)換成本將所產(chǎn)生的電輸送到岸上。同時(shí)，風(fēng)能是無限、免費(fèi)的能源，它能產(chǎn)生電解槽所需的電能生產(chǎn)綠氫。

這一模式帶來了更進(jìn)一步的優(yōu)勢，因?yàn)楝F(xiàn)場生產(chǎn)的氫氣可以通過管道輸送，與輸送電力所需的高壓直流輸電系統(tǒng)相比，管道具有更大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢；對于長距離輸送大量能源而言，管道是一種更具成本效益的選擇。

根據(jù)風(fēng)電來源的不同，可以將風(fēng)電制氫技術(shù)分為并網(wǎng)型風(fēng)電制氫和離網(wǎng)型風(fēng)電制氫兩種——

并網(wǎng)型風(fēng)電制氫是將風(fēng)電機(jī)組接入電網(wǎng)，從電網(wǎng)取電的制氫方式，比如從風(fēng)場的35kV或220kV電網(wǎng)側(cè)取電，進(jìn)行電解水制氫，主要應(yīng)用于大規(guī)模風(fēng)電場的棄風(fēng)消納和儲(chǔ)能。

離網(wǎng)型風(fēng)電制氫是將單臺(tái)風(fēng)機(jī)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)所發(fā)的電能，不經(jīng)過電網(wǎng)直接提供給電解水制氫設(shè)備進(jìn)行制氫，主要應(yīng)用于分布式制氫或局部應(yīng)用于燃料電池發(fā)電供能。

從技術(shù)角度來看，風(fēng)電的隨機(jī)性、不穩(wěn)定性、波動(dòng)性較大，而水電解制氫設(shè)備對電能質(zhì)量的穩(wěn)定性要求較高，頻繁的電力波動(dòng)會(huì)對設(shè)備的運(yùn)行壽命及氫氣的純度質(zhì)量造成影響。如何進(jìn)行有效的電能匹配，提高制氫設(shè)備的可利用率需要研究探討。此外，當(dāng)前氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本較高，包括氫氣儲(chǔ)運(yùn)的安全性等都是制約氫能行業(yè)發(fā)展的瓶頸，儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)需進(jìn)一步深入研究。

我國深遠(yuǎn)海區(qū)風(fēng)能儲(chǔ)量是近海的三倍以上，深遠(yuǎn)海風(fēng)電的開發(fā)具有非常大的潛力。海上風(fēng)電與海洋牧場、海上油氣、海水淡化，氫能、儲(chǔ)能多種能源綜合開發(fā)利用融合發(fā)展，有助于提升海域利用效率，提升項(xiàng)目整體效應(yīng)，是海上風(fēng)電的重要發(fā)展方向。

全球首個(gè)海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目——荷蘭PosHYdon項(xiàng)目

2019年7月初，荷蘭海王星能源公司（ Neptune Energy）的 Q13a-A海上平臺(tái)被選為全球首個(gè)海上風(fēng)電制氫試驗(yàn)點(diǎn)，項(xiàng)目名為PosHYdon，將把北海海域的三種能源形式：海上風(fēng)能、海上天然氣和氫能，有機(jī)統(tǒng)一到一起。該試驗(yàn)由Nexstep、荷蘭退役和再利用協(xié)會(huì)（DADR）以及TNO三家機(jī)構(gòu)，聯(lián)合一些荷蘭的能源行業(yè)企業(yè)共同發(fā)起。

Nepture Energy的Q13a平臺(tái)是荷蘭北海首座完全電氣化的油氣平臺(tái)，在PosHYdon項(xiàng)目中將被改造為制氫平臺(tái)。集裝箱式的制氫設(shè)備體積很小，絕大多數(shù)海上平臺(tái)都可以容納。PosHYdon項(xiàng)目旨在研究海上風(fēng)電制氫，創(chuàng)新技術(shù)，并在荷蘭推廣應(yīng)用。未來，電解設(shè)備將安裝在北海其他臨近海上風(fēng)電場的海上平臺(tái)上。通過結(jié)合氫氣、天然氣、風(fēng)電三個(gè)行業(yè)，為人類社會(huì)提供綠色能源，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。

國內(nèi)首個(gè)海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目——青島深遠(yuǎn)海200萬千瓦海上風(fēng)電融合示范風(fēng)場項(xiàng)目

據(jù)了解，青島深遠(yuǎn)海200萬千瓦海上風(fēng)電融合示范風(fēng)場項(xiàng)目風(fēng)電部分直接投資300億元以上，可拉動(dòng)風(fēng)電場與海洋牧場一體化融合產(chǎn)業(yè)、風(fēng)電制氫、風(fēng)能海水淡化和裝備制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)合計(jì)投資500億元以上。項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)距離藍(lán)谷海岸線外海70公里，水深約30米，總建設(shè)容量為200萬千瓦，達(dá)產(chǎn)后可年產(chǎn)風(fēng)電60億度，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值30億元。
項(xiàng)目擬分兩期開發(fā)，一期開發(fā)海上風(fēng)電場規(guī)模約100萬千瓦，重點(diǎn)對海上風(fēng)電+海洋牧場融合、漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、遠(yuǎn)距離海上送電、余電制氫和海水淡化等進(jìn)行試驗(yàn)示范，開展新型風(fēng)電首臺(tái)套裝備試驗(yàn)研究。二期開發(fā)約100萬千瓦，根據(jù)首期開發(fā)示范項(xiàng)目試驗(yàn)成果和經(jīng)驗(yàn)，穩(wěn)妥推進(jìn)創(chuàng)新型浮體式海上風(fēng)電機(jī)組在深、遠(yuǎn)海海域的示范應(yīng)用，全面開展海上風(fēng)電+海洋牧場融合應(yīng)用和新型技術(shù)裝備等應(yīng)用，推動(dòng)海上風(fēng)電+波浪發(fā)電、海上風(fēng)電+制氫儲(chǔ)氫、海上風(fēng)電+海水淡化、海上風(fēng)電+海洋化工、海上風(fēng)電+海洋科學(xué)研究等多樣化融合試驗(yàn)與示范應(yīng)用，打造世界一流的“海上風(fēng)電+”融合項(xiàng)目的示范基地。