2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在18日下午召開的國際風電市場發展動態及投資機會暨中國-東盟清潔能源能力建設計劃年度活動宣介會上，荷蘭應用科學研究院可再生氣體部總監René Peters發表了《荷蘭海上風電制氫經驗和案例分享》的主題發言。

　　

　　

　　René Peters：大家好，我是René Peters，今天我的演講主題是海上風電制備綠氫，同時介紹在荷蘭第一個試點項目，首先簡要介紹一下TNO，它是荷蘭國家應用科學院研究院，擁有近3000名員工，大部分來自學術研究領域，我在TNO已經工作22年，目前負責可再生氣體以及氣體技術研發工作，我也為荷蘭經濟事務與環境政策部提供政策咨詢，同時也是荷蘭油氣級可再生能源上游供應商協會NIO理事會成員。TNO作為應用科學研究機構，只在知識企業在能源轉型領域的創新，并為新技術實現商業轉換，一方面我們接受委托研究，另一方面也為政府提供咨詢支持。

　　

　　北海一直是海域鄰國以及北歐國家重要的能源來源，過去北海一直是油氣開采的重點區域，如今北海已經逐步轉型成為可再生能源重陣，特別是未來風能開發的陣地所在。荷蘭位于北海南部東側，西側為英國，橙色色塊就是現在已經在建或者規劃建設的海上風電場，而TNO和行業都開始思考油氣行業的這些機件包括管網、擴節氣田、海上平臺，是否可以為企業附近規劃建設的風場提供設施優勢。

　　

　　目前TNO正與合作伙伴共同探索，已經明確了若干海上風電整合現有油氣器件改革再利用的方式。在未來十年油氣平臺電氣化將有效實現現有油氣平臺的減排脫碳，電氣化不僅能夠減少碳排，也可以減少甲烷、氮氧化物以及硫氧化物等環境污染五的排放。

　　

　　在北海運用的第二大集約是碳排放與風存CCS，可將近岸工業排放的二氧化碳存儲在北海海底開采完畢的天然氣田或蓄水層里。挪威已經開始這方面的實踐，但英國、荷蘭、丹麥等北海沿岸的國家也開始計劃大規模開展海底底下初探項目，要將二氧化碳放入地下儲存空間也需要用到電力，海上風電場可為此提供電力。

　　

　　我今天的主題，是氫能的轉化，即將海上風電通過現有海上平臺，通過海水電解生成氧氣和氫氣，實現海水電解制氫。如此一來，約有80%的可再生電能可以轉化為氫能，氫能可以氣態，經由管網輸送上岸。再進一步并與陸上能源系統，我們正在開展技術及經濟效益可行性研究，并且在荷蘭啟動了全球第一個海上風電制氫試點項目，根據這些規劃，北海將由過去單純的油氣開采轉化為復雜的海上風電、海上太陽能，荷蘭目前正在研發海底底下儲碳、電解制氫并通過管網運輸上岸的一整套體系。未來，開采完畢的天然氣田也可能計劃用于氫氣儲存，因此，北海未來的規劃將建成復雜的電力及氣體能的儲存包括天然氣、電力、二氧化碳當然還有氫氣，從而讓北海復雜的能源架構得以建立。

　　

　　具體來看海上風電制氫這種方法，如果海上風電離岸較遠比如說在100公里甚至更遠，通過高壓直流電纜把它輸送上岸，就會變的更有難度，而且能耗損失也會大幅的上升，那么這樣直接在海上用風能制氫就成為具有吸引力的方案，也就是把制氫設施直接建設在海上，這樣有幾種方案可以選擇，比如海上平臺，便于在海上安裝電解設施用于制氫，還有在風機內部直接發電制氫，這樣的話制氫用電解槽可直接安裝在海上風機的基礎上，風機的主要作用就是發電制氫，通過平臺把氫氣經由管網輸送上來，要滿足產業的需求我們到底需要多大海上風電的產能呢？

　　

　　就荷蘭而言，目前用氫量為一兆噸，均由天然氣生產，通過海上風電來滿足這個需求，需要10GW的海上風電，才能產生1兆噸綠氫來替代現在的工業用灰氫。據預期，未來氫能需求將大幅增長，因為氫能未來還應用于交通重型運輸、家庭供暖等等。與此同時，工業對氫能的需求會繼續的上升，除此之外鋼鐵行業也需要大量的熱能，未來可以通過氫氣來冶煉鋼鐵。其一海上風電直接岸上制氫，這樣的話海上仍要建設升壓站，把風機電力升壓以后以高壓直流形式通過海底電纜送出，再通過岸上的電解設施，利用風電電解制氫，氫氣可能需要加壓把它注入荷蘭，目前正在建設的國家氫氣骨干管網，海上風電生產的電力可以通過氫氣的形式，輸送上岸，并入能源體系，這樣海上風電不需要并電網，若要在海上進行風電直接制氫，所有風機之外的設施都要建設在海上平臺之上，這樣的話海上風電就直接轉化為氫能，通過海底的輸送管道，輸送上岸，完備的天然氣管網基建是歐洲的一大優勢，未來十年天然氣開采逐步停止之后，可以用于輸氫氣，海底管網直徑可達1米，輸送能力非常強，可以輸送10-15GW所用的氫氣。

　　

　　介紹一下荷蘭目前進行的可行性試點項目，這是全球第一個海上風電制氫的試點項目，在海牙斯海弗寧恩近海，平臺采用的是之前建設的油氣開采平臺，目前這個平臺仍然用于油氣的開采，但平臺能距離海上風電場比較近，平臺把這個風電場獲取綠色的風電，在平臺上進行電解制氫，1GW的產能。氫氣和正在開采的天然氣進行混合，再和其他的平臺P15D所產油的油氣進行匯總，在P15D平臺上把油氣進行分離，把氫氣與天然氣輸送到鹿特丹港。試點項目中，氣體管網中的氫氣比是1%，對天然氣而言不會產生任何影響。目前我們正在生產電解槽，預計明年可以進行海裝，希望2022年底可以開始投產制氫。那么將成為世界首個海上風電制氫的試點。

　　

　　平臺本身是非常典型的油氣開采平臺，人員從直升機登陸平臺，電解用水較直接用淡化后的海水，我們采用反滲透法把海水轉化為純水，再把純水電解為氫氣和氧氣，氧氣直接釋放掉，因為不蘊含任何能量，80%的電能會轉化為氫氣，氫氣和天然氣進行混合，輸送上岸，這就是試點項目的技術解決方案，試點的目的是利用綠色電力制氫并非新概念、新技術。但我們希望進一步探究，如果在海上用氯點制氫會怎樣，有海上經驗的人都知道海上的工礦非常的復雜，成本很高，運維的需求也更高，為此我們希望和路上制氫相比，海上制氫的技術復雜度和成本都位于什么水平，這也是我們通過這個項目要解決的第一個挑戰。

　　

　　海上電解制氫設施的運作問題，如果直接接上海上風機產生的電力，由于風力不穩，風電的產出會有波動，那么直接接入電解槽對風電的動態特征會產生怎樣的反映，效率會保持不變嗎？能不能夠自動的啟停，制氫效率又受到什么樣的影響，我們也想了解整個系統運作性能。除了電解槽，還有海水淡化反滲透處理設備，相關電力設備，這些設備都要高效的配合，實現良好的運作，最后我們想了解天然氣混氫的可能性。在歐洲許多項目的準備把氫氣和天然氣混合運輸，那么是運輸純氫還是和天然氣混起來，如何來監測天然氣的混合占比都是問題，我們要優化用戶端的供給和使用，必須要提到一點就是安全的問題。

　　

　　因為要保證海上電解設施能夠在安全的情況下進行運作，平臺本身羅列了一些數據，十年前是投產的一個平臺，目前仍在開采油氣。我們在這個平臺上加裝制氫的設備，人員可以登陸平臺操作，但是平臺也可以無人值守，它的海域海水較淺，安裝基礎平臺和風機都是相對比較容易一些。這個平臺已經實現了電器化的零排放，平臺的技術規格也能接入海上風電廠的電力用來制氫。電解槽會安裝在平臺最上層，裝機容量為1GW，安裝在40尺的集裝箱內，電解槽上方會安裝另一個集裝箱，用于容納海水淡化設備和和電力裝置。這些設備需要經過特殊的設計，因為海上的環境包括咸水和暴雨等等，能夠實現長時間海上運作的技術要求，我們計劃采用PEM電解槽和海上未來可用于海上光伏的波動進行自洽。電解槽于挪威的公司生產，裝機容量是1GW，每小時用水300升，產氫能力達到每小時200標方，氫氣的純度極高，出口壓力高達30，由于出口壓力高，不需要進行二次加壓進行輸送，30標方的出口壓力已經足以直接把氫氣輸送上岸，并入陸上的管網。

　　

　　這只是試點項目只是第一步，未來海上電解制氫的規模必然要急劇的擴增，poshydon的項目計劃在2022年安裝電解槽，陸上對系統整合進行測試，包括不同裝置部件的組合、通訊設置和安全。安裝后，投產期限至少為一年到2023年，以后要考慮怎么擴大項目范圍，迎合未來長期發展的實際需求，盡可能快的把海上風電做大做強，有效的輸送氫氣上岸。現在有很多合作方，我們希望能夠涉及整個價值鏈，更全面的學習和實踐海上的制氫技術。試驗項目結束后，還需要朝著規模化的方向發展。我們需要實現100MW的電解制氫水平，當然最終在2030年實現GW級的電解裝機容量，從現有的1MW逐步擴展到2030的GW起。部分歐洲國家已經宣布未來5年要實現100MW的海上電解制氫產能，生產出來的綠氫要到工業集群和市場進行消納，將通過Gasunie目前正在建設的荷蘭國家輸氫骨干網絡實現。

　　

　　Gasunie是荷蘭輸氣設施運營企業管理著龐大的天然氣管網，目前荷蘭已經逐步停止格羅寧根地區的天然氣開采，部分天然氣管網可以用于其他用途。為此一部分現有天然氣管網會進行改建用于百分之百氫氣的輸配，它叫做荷蘭氫氣骨干運輸網，這個管網也通過阿姆斯特丹和路鹿特丹港和海上的設施互聯互通，未來還會直通格羅寧根島，我們可以把海上風電轉化為氫氣，通過改建后的天然氣管網進行輸氫，與荷蘭幾大工業集群，實現互聯互通和鄰國的工業集群也相通，包括比利時、德國和對岸的英國，可以打造一個完整的全面的氫能的價值鏈，海上氯電制氫通過管網、運輸、儲存，也可以用地下巖穴進行大規模的儲存平衡供需，輸配至工業用戶用綠氫來實現生產流程脫碳，構成西北歐的綠氫經濟藍圖。

　　

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　　（根據演講速記整理，未經演講人審核）