钜大LARGE | 点击量:632次 | 2021年12月15日
将海上风电和氢能联合起来将成功解决欧盟脱碳问题
欧盟希望到2030年建造40吉瓦的绿色氢电解槽,并估计需要80到120吉瓦的太阳能和风能来为它们供电。
这是欧洲电网运营商新的头疼问题。由于运输和供热也通电,脱碳预计将使电力需求增加一倍。
将氢气生产从电网中剥离出来可能是解决这些问题的双赢方案。这就是所谓的“孤岛”氢计划背后的想法,它将电解槽与海上风电场配对,并将氢分子(而不是电子)送回岸边。
由德国RWE公司领导的AquaVentus财团正在探索在2035年前部署多达10GW的岛上绿色氢能,其中赫尔格兰岛是中心枢纽。这使得它成为迄今为止最大的绿色氢提案。其他AquaVentus合作伙伴包括西门子能源、Vattenfall、Vestas、SiemensGamesa和壳牌。
AquaVentus的规模远远大于沙特阿拉伯的4GW计划,尽管这个位于新的特大城市Neom的项目计划在2025年投入运行。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
工业应用将是氢需求的一个重要来源,在这一转变的初期更是如此。在欧洲,这意味着比利时、荷兰和德国的需求集群。从AquaVentus运回的氢气将从汉堡港顺流而下。
乍一看,通过管道从海洋平台运输氢气的成本可能远远高于铺设海底输电线路将电力输送至海岸的成本。但这并没有考虑到海上变电站收集风电场电力的成本,或者陆上电网严重拥堵的状况。为了吸收计划中快速增长的海上风力发电量,需要进行大规模的协调努力。
鉴于这些挑战,将氢气输送回需求中心可能是有意义的,尤其是对于北海地区而言,该地区已经拥有广泛的海底管道基础设施,并拥有丰富的行业建设经验。然而,到目前为止,孤岛氢项目的初始阶段还很小。
去年12月早些时候,西门子Gamesa宣布在丹麦进行一项孤岛绿色氢能试验,该试验将于下月开始运行。一个现有的3兆瓦涡轮机连接到一个碱性电解槽,氢气将被转移到油罐车上,用于Everfuel的加氢站。布兰德氢项目3兆瓦涡轮机将生产足够50至70辆出租车的燃料。
西门子Gamesa创新与产品高级业务分析师HenrikMortensen在一封电子邮件中告诉GTM:“一旦风电场能够独立于电网生产氢气,那么就可以将风力最强的风电场放置在良好地点,而不必担心电网可用性。”。
“鉴于欧盟对绿色氢气生产的雄心壮志,将有必要转向海上风能。在这里,我们看到了风电场将分子而不是电子转移到岸边的巨大潜力。”
使海上氢经济积累起来
在英国的另一个岛上的氢项目,被称为杜洛恩,提出了一个2MW和10兆瓦的试点,为浮动风力涡轮机与车载电解槽。Dolphyn背后的公司ERM的一项分析显示了四种不同设置的总寿命成本。
两个使用带电解槽的浮式涡轮机,每个都使用不同的浮式基础(单spar平台和半潜式平台)。第三个利用海上的中央平台进行制氢,第四个则简单地将电力输送回陆上电解槽。
在距离海岸50公里、100公里和250公里的地方,一个带车载电解槽的半潜式浮动涡轮机是最便宜的。超过100公里,回岸高压电缆的成本开始在成本上形成鸿沟。
多尔芬项目已经导致国家电网未来能源情景中考虑孤岛氢的概念。
RobGibson是国家电网电力系统运营商的整个系统和供气经理。他和他的团队开发了未来能源情景的排放、氢和气体输入。他们考虑了能源系统的一些潜在结果,其中氢是一个越来越受关注的领域。
吉布森将各种设想的结果描述为“可信的极端”。其最具雄心的“引领潮流”设想勾勒出一种情况,即将到来的氢经济将使用可再生能源产生的所有绿色氢气。其他情况更多地依赖于“蓝色氢”,即从化石燃料原料中获取并储存碳排放物的氢。
跳过蓝色氢气换绿色?
随着来自RWE和partners的10GW方案现在已经公开,Gibson认为绿色氢的动力正在增长,尽管他个人认为蓝色和绿色的结合更有可能。
吉布森在一次采访中说:“这无疑为全绿色氢燃料未来的潜力增加了一个可信度,然后可能跳过蓝色的。”目前,蓝色氢正被一些人作为绿色能源的“过渡”燃料出现。
当然,这两种技术都没有在规模上得到证实,因此在这一点上进行比较有点为时过早。不过,吉布森说:“当我们与工业界接触时,有一种观点认为,当蓝色氢原子能投入运行时,绿色氢燃料的成本可能与之相当如果是这样,“你为什么要投资两次?”