1、風電制氫的研究背景

1.1風電直接并網的尷尬

大容量的不穩定的風電并入電網時會引起電網電壓的大幅度波動，為了調控和抑制這種大量電能的波動，還得建造比風電場總容量大2-3倍的“調壓控制電站”(當然是常規能源的電站了)以解決風力發電輸出電能不穩定問題，而這些調控電站需要更多的常規能源來支持，仔細的算一算，原先想通過利用風能節省大量的常規能源，結果反而加大了常規能源的使用，走到初衷的反面。

1.2棄風限電的現狀

2010年至2015年，我國棄風電量累計達到997億千瓦時，直接經濟損失超過530億元。僅過去一年棄風電量就達到339億千瓦時，直接經濟損失超180億元，幾乎抵消全年風電新增裝機的社會經濟效益

1.3市場對氫能的需求

目前為止，氫氣應用在多晶硅等需要高純度氫氣的行業是第一選擇。比如，多晶硅，光纖，食品等。

現在工業每年用氫量為5500億立方米，氫氣與其它物質一起用來制造氨水和化肥，同時也應用到汽油精煉工藝、玻璃磨光、黃金焊接、氣象氣球探測及食品工業中。液態氫還可以作為火箭燃料。

1.4制氫技術

電解水制氫技術是目前應用較廣且比較成熟的方法之一，國內電解水制氫的能效在72%~82%。

1.5儲氫技術的發

目前其研究主要集中在高壓儲氧罐、輕金屬材料、復雜氫化物材料、有機液態材料等氫儲運技術。

中國地質大學(武漢)可持續能源實驗室主任、國家“千人計劃”特聘教授程寒松博士說："我們的技術可以做到在常溫常壓下儲氫，而且產品形態也已成熟，可以批量生產。”

2、國內風電制氫的項目

2.1 2009年啟動的“風光電結合海水制氫技術前期研究”項目，國網上海市電力公司負責該項目。項目對風電、先電制氫提出了多種應用方案，幵以東海風電場為例，開展了風、光電制氫的綜合效益評價。

2.2 2014年4月，由中國節能環保集團公司負責的國家863“風電直接制氫及燃料電池發電系統技術研究與示范”項目。該項目在中節能風電公司張北分公司建設風電場，制氫功率為100kW，燃料電池發電為30kW。

2.3 2014年10月啟動，由國網智能電網研究院負責的“氫儲能關鍵技術及其在新能源接入中的應用研究”項目。氫儲能實驗室平臺包括30kw光伏模擬、2Nm3/h堿性電解水制氫16Nm3合金儲氫以及10kw質子交換膜(PEM)燃料電池實驗模塊。

2.4 2015年4月啟動，由河北建投新能源有限公司投資，與德國McPhy、Encon等公司聯合開展的中德合作示范項目。該項目在河北沽源投建10MW電解水制氫系統，配合200MW風電場制氫，項目建成后，可形成年制氫1752萬標準立斱米的生產能力，成為我國目前最大的風電制氫示范項目。

2.5 金風科技在吉林獲批的風電裝機100MW，包括氫儲能容量10MW的項目。

3、風電制氫產業化的瓶頸和解決思路

3.1成本高

從每生產1立方米氫氣的成本來看，煤制氫成本不足1元，而每生產1立方米氫氣需要消耗電5.1-5.2千瓦時，即便按棄風發電價格每千瓦時0.25元計算，風電制氫僅電的成本就為1.25元，沒有競爭優勢。

解決思路：希望在電力市場改革后，電價能有所降低，如果電價能低至0.15元一度，電解制氫的成本還是可以的。

3.2運輸難

大規模運輸氫氣是不經濟的。現在常用的氫氣運輸方式有三種：1.是管道運輸，多為現場制氣，氫氣產出后直接投入工業應用裝置。2.為長管拖車。但一輛車僅能運輸4000立方米，約0.36噸，運輸效率非常低。3.鋼瓶運輸，但一個40L的鋼瓶只能運輸6方氫氣。

解決思路：將制氫地點取在對氫氣用戶處。

3.3風電難以直接用來制氫

需求氫氣的石化企業大都在沿海，而風電機組都建設在內陸，風電還需借助火電的電網運輸

解決思路：考慮到離線制氫(僅在有風且限電的時候用風機發出的電直接制氫)對設備的利用率低，所以考慮用電網的電來制氫，并且制氫所用的電量均由風電來補償，這樣也就相當于消納了風電。但是，考慮到輸電線路的容量問題，風電廠和氫氣用戶還是不宜離得太遠，否則風電無法輸送。此外，風電的過網費需要國家政策上給予優惠。

3.4市場對氫氣的消納能力有待提高

HCNG、燃料電池汽車技術距大規模商業化還有一定差距。包括電堆的壽命、系統集成能力等。而且燃料電池汽車屬于中長期市場，用戶需要培育，投資回報期較長。

解決思路：國家對氫能的消納政策要明確。人們要轉變觀念，對氫能的認識不能只停留在其易燃易爆儲存不易上面，而要意識到氫能的重要性，盡快熟悉、利用氫能。

4、風電制氫的前景展望

4.1國家政策指導

4.2氫燃料電池汽車的發展優勢

燃料電池汽車的主要優勢是可以在十分鐘之內加滿氫氣，能續航300英里。特斯拉的ModelS續航200英里需要通過超級充電設備充電20分鐘，而且電池快充會縮短電池壽命。

4.3我國電解水制氫較國外有經濟上的優勢