海洋能源网获悉，美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员发现，使用海上风力涡轮机产生的电力来分解水以生产清洁氢气可能具有经济意义，特别是在美国大西洋沿岸和墨西哥湾。该研究结果发表在《物理学杂志：会议系列》上的文章“美国大规模部署海上风能氢系统的潜力”中。
NREL表示，以接近美国能源部(DOE)低成本清洁氢气目标的成本生产氢气的能力在很大程度上取决于所使用的技术和生产地点，预计的政策激励措施也可能发挥作用。
研究人员表示：“氢气可以使用电解槽生产，该电解槽将水(由两个氢原子和一个氧原子组成)分解成其组成部分。由可再生能源供电的电解槽产生所谓的清洁氢气。通过其 Hydrogen Shot 计划，美国能源部正在领导到 2031 年将清洁氢的成本降低到每公斤 1 美元的努力。与传统的碳密集型制氢方法相比，实现每公斤 2 美元可能使其在某些应用中具有成本竞争力。”
NREL的研究工程师和新论文的主要作者声称凯特琳·布鲁尼克：“海上风电和清洁氢气生产都是快速发展的技术，当它们结合起来时，有可能产生和储存大量可再生能源，并使难以电气化的行业脱碳。对系统和工厂级设计和优化的持续投资和研究可以促进这些系统的进一步技术进步和成本降低。”
文章描述了使用案例研究模拟来分析 2025 年、2030 年和 2035 年海上风能制氢的技术经济性。
研究人员评估了两种依赖海上风电电解的方案，并确定了风能氢混合设施的四个代表性沿海地区。根据所研究地点的水深，他们考虑了涡轮机是漂浮还是固定在海底。研究表明，到2030年，包括政策激励措施和固定底部海上风电与陆上电解在内的因素相结合，可能会以低于每公斤2美元的价格生产氢气。根据NREL的说法，该分析不提供政策指导，而是使用在拟议的税收抵免法规发布之前做出的初步假设来代表政策。
NRL透露，在第一种情况下，海上风电厂产生的电力通过高压电缆传输到陆上站点。在那里，电解槽从淡水中产生氢气。这代表了将海上风电与陆上电解相结合的传统方法。
在第二种情况下，氢气从海上风电厂的淡化海水中分离出来，需要更多的海洋基础设施来容纳额外的设备。然后，氢气通过管道输送到岸上进行储存。据研究人员称，这种情况的技术可行性尚不明确。
Brunik说：“将电解槽移动到海上平台进行大宗能源生产是一个新的挑战。为了充分利用海上风电场产生的电力来制氢，需要大量的电解槽，以及用于水处理、储氢和运输的辅助设备。
除了这些系统的技术设计外，研究人员还考虑了海上风能制氢系统的最佳位置。他们研究了墨西哥湾和纽约湾较浅的地点，那里的涡轮机可以固定在海底，拥有丰富的风力资源，并且靠近美国能源部的至少一个区域清洁氢中心，该中心将连接氢生产商和消费者。他们还检查了加利福尼亚北部海岸和缅因湾水域更深的地点，那里的涡轮机必须安装在浮动平台上。NREL指出，氢气将储存在陆上地下管道，岩石洞穴或盐穴中。
该分析预测，由于风力发电量较高，包括整个风力系统、输电和氢气系统在内的氢气平准化成本(LCOH)在纽约湾可能是最低的。
NREL总结道：“选择储存氢气的位置会显着影响成本，使用洞穴计算出的LCOH降低了20%至30%。预计的政策激励措施也是进一步降低成本的一个因素。这项研究显示了海上风电制氢的大规模部署的有希望的指标，并且随着该领域不断开发新的更好的技术，这将是一个持续关注的领域。
值得注意的是，美国能源部的风能技术办公室和氢能和燃料电池技术办公室资助了这项研究。
