電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/黃山明)近日,中國(guó)首個(gè)平價(jià)海上風(fēng)電項(xiàng)目在浙江省蒼南縣附近海域施工平臺(tái)和路上集控中心場(chǎng)址山頂同時(shí)舉辦了開工儀式。該項(xiàng)目也成為在“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略指引下,國(guó)內(nèi)首個(gè)開工建設(shè)的平價(jià)海上風(fēng)電項(xiàng)目。而這個(gè)項(xiàng)目的開工,將意味著國(guó)內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)開始邁向新的階段。
據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,該項(xiàng)目將于2022年12月底正式投產(chǎn),與相同發(fā)電量的常規(guī)燃煤火電機(jī)組相比,每年預(yù)計(jì)可以節(jié)約標(biāo)煤約42.2萬(wàn)噸,淡水400萬(wàn)立方米。
圖源:東方風(fēng)電
另外,所謂的平價(jià)風(fēng)電,是針對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電成本而言,即風(fēng)電的發(fā)電成本已經(jīng)達(dá)到了傳統(tǒng)發(fā)電的成本,也意味著風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)可以達(dá)到與傳統(tǒng)電價(jià)相同。而火電之所以長(zhǎng)期占據(jù)我國(guó)發(fā)電量70%以上,最重要的原因就是煤炭等化石能源發(fā)電的綜合成本最低。
要知道此前風(fēng)電以及光伏成本還比較高,主要通過相關(guān)車則補(bǔ)貼才能讓新能源與傳統(tǒng)發(fā)電保持平衡,促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
有趣的是,隨著國(guó)家相關(guān)部門在2020年發(fā)文稱,新建海上風(fēng)電項(xiàng)目將在2022年不再進(jìn)行補(bǔ)貼,不少沿海區(qū)別,年末的搶裝正在如火如荼地上演著。
相比陸上風(fēng)電,海上風(fēng)電優(yōu)勢(shì)明顯,不占地方,風(fēng)速高、沙塵小、電量達(dá)以及運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn),同時(shí)能夠減少機(jī)組的磨損,延長(zhǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的使用壽命,適合大規(guī)模開發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì),有些海上風(fēng)電的發(fā)電效率要比陸上風(fēng)電高出一倍。
尤其隨著碳中和戰(zhàn)略的推進(jìn),許多沿海省份都開始興建海上風(fēng)電項(xiàng)目,近期,廣東省政府辦公廳發(fā)布《廣東省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》,計(jì)劃到2025年,打造5個(gè)千億級(jí)以上海洋產(chǎn)業(yè)集群。尤其是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè),計(jì)劃到2025年底,累計(jì)建成投產(chǎn)裝機(jī)容量達(dá)到1800萬(wàn)千瓦。
海上風(fēng)電的傳輸
雖然海上風(fēng)電相比陸上風(fēng)電有諸多優(yōu)勢(shì),并且我國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)潛力約為5億千瓦,對(duì)比三峽電站的總裝機(jī)量2250萬(wàn)千瓦,如果能夠充分開發(fā),等同于20個(gè)以上的三峽大壩規(guī)模。
但問題來(lái)了,海上風(fēng)電場(chǎng)所發(fā)出的清潔電力,要如何高效、安全地輸送至大陸?根據(jù)相關(guān)規(guī)定,海上風(fēng)電離岸距離應(yīng)不少于10km,通常距離陸地最大的也只有100km。
當(dāng)前海上風(fēng)電送電技術(shù)主要有兩種,一種是交流送出,一種是直流送出。對(duì)于離岸小于70km,容量小于400MW的近海風(fēng)電,通常采用交流送出。通過海上升壓站升壓后,再經(jīng)由高壓交流電纜,送到陸上集控中心并入交流電網(wǎng)。
而直流送出更多是應(yīng)用于大容量、遠(yuǎn)距離的海風(fēng)電廠。直流送出方式主要是,將海上風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的交流電經(jīng)海上升壓站升壓后,匯集至海上交流站,再通過換流后以直流的形式傳輸至陸上的換流站,再通過逆變并入到交流電網(wǎng)。
而另一種更穩(wěn)定,讓風(fēng)電減少棄電率的方案也開始逐漸興起,那就是海上風(fēng)電制氫技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為海上風(fēng)電送出的新方案。
利用海上風(fēng)電電解水制氫,再將氫通過管道或者船只運(yùn)輸?shù)酱箨懽鳛榘l(fā)電及交通燃料使用,這樣不僅降低了對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)的依賴和輸電損耗,而且還降低了投資成本。
在碳中和政策推動(dòng)之下,儲(chǔ)能行業(yè)快速發(fā)展,并且儲(chǔ)能方案還可以幫助風(fēng)電、光伏穩(wěn)定電力供應(yīng),使得收集到的電力不再浪費(fèi),同時(shí)還能推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,一舉多得。因此,氫能,作為儲(chǔ)能中的一環(huán),也開始受到各地區(qū)的重視。
深圳發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展規(guī)劃
上文已經(jīng)提到,廣東省已經(jīng)提出了發(fā)展海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的計(jì)劃,為了能夠進(jìn)一步輔助風(fēng)電的發(fā)展,結(jié)合風(fēng)電制氫,沿海地區(qū)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)也就自然而然了。
12月27日,深圳市發(fā)布了《深圳市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2025年)》,計(jì)劃到2025年,深圳將形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)體系,建成氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)策源地、先進(jìn)制造集聚高地、多場(chǎng)景應(yīng)用示范基地,實(shí)現(xiàn)氫能商業(yè)化應(yīng)用,氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到500億元,并在2030年實(shí)現(xiàn)2000億元的目標(biāo)。
目前,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),北京、河北、四川、山東、內(nèi)蒙古等省份已先后出臺(tái)專項(xiàng)氫能整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策;廣東、重慶、浙江、河南等出臺(tái)了氫燃料汽車細(xì)分領(lǐng)域?qū)m?xiàng)政策。
從規(guī)劃中可以看出,深圳發(fā)展氫能有幾大優(yōu)勢(shì),一是在氫能領(lǐng)域掌握了核心技術(shù),比如電解水制氫轉(zhuǎn)換效率優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品15%;在全國(guó)率先攻克氣體擴(kuò)散層連續(xù)化卷對(duì)卷生產(chǎn)工藝技術(shù)并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用;石墨雙極板核心指標(biāo)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先;單堆氫燃料電池系統(tǒng)額定功率在國(guó)內(nèi)率先突破130kW;固體氧化物燃料電池電解質(zhì)已占據(jù)全球80%市場(chǎng)份額。
二是深圳擁有將近70家創(chuàng)新型企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)從事氫能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā),擁有較為完成的氫能產(chǎn)業(yè)鏈;三是產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境較為優(yōu)越,地理環(huán)境靠海,擁有大片臨海區(qū)域可以進(jìn)行風(fēng)電制氫,同時(shí)周邊地區(qū)的工業(yè)副產(chǎn)氫以及化石燃料制氫資源豐富,可以為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供豐富的氫源供給。
海上風(fēng)電與風(fēng)電制氫
作為清潔能源,海上風(fēng)電發(fā)展?jié)摿薮螅L(fēng)電制氫可以極大降低地區(qū)的棄風(fēng)率,同時(shí)提升地區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模。風(fēng)電制氫、儲(chǔ)氫以及綜合利用也為風(fēng)電消納提出了一種新模式。是解決風(fēng)能限電問題、提高風(fēng)能供給的連續(xù)性和穩(wěn)定性的重要技術(shù)途徑。
不過目前風(fēng)電制氫仍然存在一些問題。首先是成本高,據(jù)測(cè)算,每生產(chǎn)1立方米氫氣的成本,電制氫需要耗電5.1-5.2千瓦時(shí),即便是按照棄風(fēng)發(fā)電每千瓦時(shí)0.25元的價(jià)格來(lái)算,生產(chǎn)成本為1.25元,而煤制氫成本不足1元。即便是深圳技術(shù)轉(zhuǎn)換效率提升15%,成本也要稍高,很難具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
第二是運(yùn)輸困難,由于氫氣是當(dāng)前最小分子,基本無(wú)法保證完全不泄露,只能盡可能保證較少的泄露,所以大規(guī)模運(yùn)輸氫氣顯然是不經(jīng)濟(jì)的。第三是市場(chǎng)對(duì)氫氣的消納能力有待提高,氫燃料卡車仍未普及,用戶還需要培養(yǎng),投資回報(bào)周期較長(zhǎng)。
不過好處在于,由于海上制氫效率相比陸地更高,同時(shí)可以通過氫氣管道及時(shí)傳輸健在沿海地區(qū)的石化企業(yè)使用,尤其是如今海上平價(jià)風(fēng)電項(xiàng)目的開啟,因此從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看,未必會(huì)比火電更高,并且隨著風(fēng)電的大規(guī)模使用,成本也將進(jìn)一步下降。
小結(jié)
國(guó)內(nèi)首個(gè)海上平價(jià)風(fēng)電項(xiàng)目的開工,標(biāo)志著國(guó)內(nèi)新能源在成本上已經(jīng)能夠與火電進(jìn)行直接競(jìng)爭(zhēng),這也從國(guó)家推動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)驅(qū)動(dòng),讓風(fēng)電加速發(fā)展。同時(shí)風(fēng)電制氫的配套,讓風(fēng)電大幅降低棄風(fēng)率,提高經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)創(chuàng)造出真正的綠色清潔能源。真正新能源的時(shí)代,將正式拉開帷幕。
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