海上风电制氢站电解槽的布置通常根据风资源质量和终端氢气消费用户的地理位置来选择。根据电解槽的安放位置(陆上/海上平台)以及是否需要铺设海缆,海上风电制氢可分为以下四种方式:
1. 海上风电并网陆上制氢
特点:电力从海上经升压站、海底电缆输送至陆上制氢站。靠近消费终端,氢气储运成本低,制氢系统安装与维护方便。电解槽可与多种电源(如陆上风电、光伏)连接,避免风电间歇性问题,提高电解槽利用率,降低氢气生产成本。
优势:技术成熟,适合靠近消费终端的场景。
挑战:随着离岸距离增加,海底电缆及海上升压站成本上升,电力传输损耗增加,经济性变差。
2. 海上风电并网余电制氢 + 燃料电池发电反向并网制氢
特点:氢气作为储能介质,通过氢燃料电池实现再发电并反向并网。适用于绿氢终端用户未明确的情况。
优势:可利用余电制氢,避免弃风问题。
挑战:电-氢-电转换效率低,氢燃料电池投资大,整体经济性较差。
3. 离网海上平台集中制氢
特点:电力通过海缆汇集到海上制储氢装备,集中制氢并存储,再通过船舶或海底管道运输到岸上。可借助现有海上油气平台改造为制氢平台,降低项目投资。
优势:不受水深限制,无需建设海上升压站,适合深远海风资源开发。
挑战:仍处于概念阶段,缺少复杂海洋环境下的工程验证。海上制氢平台、氢气储运技术(如海底管道掺氢、液氢储运)等核心技术需进一步突破。
4. 离网海上风机 + 电解槽一体化制氢(分散制氢)
特点:将电解槽整合在海上风机塔筒内或底部,风机发电直接用于电解水制氢,氢气接入现有海底天然气管网或专用输氢管网。
优势:无需建设单独的海上制氢装备,对电气设备要求低。
挑战:依赖海底输气管道完成输氢,风机平台空间狭小,制氢设备的模块化集成技术以及风电制氢一体化耦合分析技术有待优化。