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隨著風(fēng)電裝機(jī)量的猛增，風(fēng)電發(fā)展的問題也逐漸顯現(xiàn)，產(chǎn)能過剩導(dǎo)致電網(wǎng)壓力過大，增加了棄風(fēng)棄電。另外，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)，帶來了調(diào)度困難的問題，劣質(zhì)風(fēng)電也會影響發(fā)電的品質(zhì)。
風(fēng)電制氫技術(shù)是一種將風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能，直接應(yīng)用到電解水制氫的一種制氫技術(shù)。產(chǎn)生的氫氣再經(jīng)過儲運(yùn)環(huán)節(jié)，應(yīng)用到氫燃料電池等領(lǐng)域。
為了彌補(bǔ)風(fēng)電的發(fā)電不穩(wěn)定性，減少棄風(fēng)棄電，提高電網(wǎng)的消納能力。通過儲氫系統(tǒng)在提升可再生能源系統(tǒng)利用效率的同時，優(yōu)化間歇性再生能源電力的發(fā)電品質(zhì)，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
目前國內(nèi)的風(fēng)電制氫技術(shù)主要分為兩種：并網(wǎng)型風(fēng)電制氫和離網(wǎng)型風(fēng)電制氫。
其中并網(wǎng)型風(fēng)電制氫是通過電網(wǎng)取電進(jìn)行電解水制氫，主要應(yīng)用于大規(guī)模的風(fēng)電場，進(jìn)行棄風(fēng)消納和儲能。
離網(wǎng)型風(fēng)電制氫則更多用于只有少量風(fēng)機(jī)的場所，風(fēng)機(jī)所發(fā)電能直接用于電解水制氫，不經(jīng)過電網(wǎng)，目前主要應(yīng)用于分布式制氫。
01|為什么需要風(fēng)電制氫？其他儲能方式不可以存儲電能嗎？
傳統(tǒng)的化學(xué)儲能容量小，且儲能設(shè)備需要進(jìn)行大量的維護(hù)工作，以保證正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
而風(fēng)電制氫儲能技術(shù)相對于其他儲能方式具有高容量、易運(yùn)輸、無污染的優(yōu)點(diǎn)。
基于風(fēng)電制氫儲能技術(shù)，風(fēng)電只需要進(jìn)行簡單的變壓、整流處理，就可以實(shí)現(xiàn)氫能的制取，實(shí)現(xiàn)能量的存儲。相對來講風(fēng)電制氫儲能可以省去許多電力電子設(shè)備，節(jié)省成本。
隨著儲氫技術(shù)以及儲氫材料的不斷發(fā)展，相較于其他儲能方式，風(fēng)電制氫有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲能。.
02|風(fēng)電制氫能夠用在哪里？
風(fēng)電制氫為解決風(fēng)電消納問題提供了新的解決思路，可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用，增加了利用的途徑。
風(fēng)電通過電解水制氫儲能，產(chǎn)生的氫能既可通過燃料電池再次轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，作為電網(wǎng)調(diào)峰送回電網(wǎng)，以提高風(fēng)電上網(wǎng)電能品質(zhì)；又可直接作為能源輸送到工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域，進(jìn)行冶金、化工等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，或者在燃料電池上進(jìn)行利用。
03|風(fēng)電制氫既然可以解決棄風(fēng)的問題，為什么還沒大規(guī)模推廣呢？
風(fēng)電具有隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，發(fā)電波動很大，會對設(shè)備的壽命和制取的氫氣質(zhì)量造成影響，而電解水制氫對電能的穩(wěn)定性有較高的要求。
如果電解水制氫技術(shù)想要在這種不規(guī)則的功率波動中廣泛應(yīng)用，也為了提升安全性，需要設(shè)備自身具有對這種波動的適應(yīng)能力，在波動出現(xiàn)時能進(jìn)行快速響應(yīng)，減少對設(shè)備的損害，保證制取的氫氣質(zhì)量穩(wěn)定。
安全方面來講，在風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)鏈中，包括氫氣制備在內(nèi)的氫能傳輸、應(yīng)用和加氫站的各個環(huán)節(jié)都對消防、安全、和管理提出了極高的要求。
我國的風(fēng)電主要來源于西北，但是主要的氫能應(yīng)用集中在東南沿海地區(qū)，所以還需要解決氫儲運(yùn)難題，降低儲運(yùn)成本，才能實(shí)現(xiàn)風(fēng)電制氫的規(guī)?；l(fā)展。
總體上來講，我國的風(fēng)電制氫技術(shù)研發(fā)起步晚，進(jìn)展緩慢。目前還沒有成熟商業(yè)運(yùn)行的風(fēng)電制氫儲能技術(shù)和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。大規(guī)模的風(fēng)電制氫儲能示范工程設(shè)計經(jīng)驗(yàn)不足，在系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)、效率提升和經(jīng)濟(jì)性方面未能取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
因?yàn)閮\(yùn)成本的限制，風(fēng)電氫氣制取的氫能用途比較單一。燃料電池汽車的進(jìn)步帶動了氫能的規(guī)?；l(fā)展。也許國內(nèi)可以參考德國的Power to gas計劃，和我國的西氣東輸計劃相結(jié)合，通過管道運(yùn)輸氫能的方式解決西北部地區(qū)的棄風(fēng)難題。
風(fēng)電制氫發(fā)展是一個長期的過程，在國家政策的支持和研發(fā)人員的努力下，風(fēng)電制氫終會找到合適的發(fā)展道路。
（作者：安熠）
