海上風電的間歇性對綠色氫生產(chǎn)來說既是挑戰(zhàn)也是機遇。新一代平臺將占用海上風電場的空間,因為氫氣生產(chǎn)用于幫助平衡電力供需。綠色氫氣可以在離網(wǎng)風電場生產(chǎn),但如果并網(wǎng),也可以在高峰時段通過運行電解槽生產(chǎn),然后儲存起來以備后用。
“在這方面,綠色氫可以發(fā)揮重要作用,它可以在與電池不同的規(guī)模上運行,以平衡可再生能源生產(chǎn)的供應和需求波動,”挪威氫能公司 Hystar 的公共事務顧問 Synne Myhre Jensen 說。作為HyPilot項目的一部分,合作者Equinor計劃展示Hystar用于制氫的高效PEM電解槽,該電解槽是針對海上風電應用中常見的可變輸出量身定制的。
綠色氫氣可以在離網(wǎng)風電場生產(chǎn),但也可以在高峰時段通過運行電解槽生產(chǎn),然后在風電場連接到電網(wǎng)的情況下儲存起來以備后用。
PEM電解槽可以快速上升和下降以應對功率波動,盡管頻繁啟動和停止可能導致組件退化,但Sealhyfe項目已經(jīng)證明,在海上可以克服挑戰(zhàn)。Lhyfe 對 Plug 的 1MW PEM 電解槽進行了為期 14 個月的試驗,證實了該系統(tǒng)能夠管理所經(jīng)歷的功率變化,包括在最大生產(chǎn)能力下。所取得的性能與在陸地上一樣高。Lhyfe的目標是從2026年開始運營10MW的系統(tǒng)。
在另一個項目中,SwitcH2 和 BW Offshore 與合作伙伴 Strohm、MARIN 和 TU Delft 一起開發(fā)一種海上綠氨 FPSO,能夠在高峰期使用 300MW 電解槽工廠每天生產(chǎn) 790 噸綠氨。
FPSO將使用風能和波浪能,并將其轉換為船上直流電,為PEM電解槽提供動力。
SwitH2 國際總監(jiān) Bob Rietveldt 說:“船舶的發(fā)電和配電系統(tǒng)能夠產(chǎn)生保持電解槽始終運行所需的電力,因為我們除了可再生能源外,還可以從船舶的發(fā)電系統(tǒng)中增加電力。通過這種方式,我們避免了工廠的任何停工,并且始終能夠產(chǎn)生保持運行所需的基本負載,即使在沒有風的日子里也是如此。為電解槽提供一個集中式平臺是合乎邏輯的,也更經(jīng)濟。在單個風力渦輪機上分散部署的情況下,這意味著如果你不能儲存電力,有時它根本無法產(chǎn)生,而且很難再次啟動,并且很可能需要在渦輪機上儲存氫氣或電池供電來克服這種情況,從而使其非常昂貴。集中式電解槽將始終保持運行,因為我們可以在需要時從船舶系統(tǒng)提供額外的電力。”
SwitH2 認為,為電解槽提供一個集中式平臺是合乎邏輯且更經(jīng)濟的。除了海上風電之外,太陽能也很有意義。將風能、波浪能和太陽能結合起來更穩(wěn)定,但仍有可能需要備用電源的日子。在我們的FPSO中以產(chǎn)生的液氨形式進行儲能是最簡單、最經(jīng)濟的方法,而且很容易儲存在FPSO內部。氫氣儲存或電池儲存更困難,并不是最優(yōu)化的解決方案。
據(jù)歐盟資助的HYScale計劃的參與者稱,陰離子交換膜(AEM)電解槽技術是PEM的一項發(fā)展,使用非關鍵原材料,也可以提供可擴展且經(jīng)濟的解決方案。首席執(zhí)行官 Schwan Hosseiny 博士稱,由 CENmat 開發(fā)的特定技術可以在更高的電流密度下穩(wěn)定運行,這意味著工廠可以更加緊湊。低空間要求很重要,因為如果電解槽在低電流密度下運行,到 2050 年預計電解裝置將達到 4-5 太瓦,這將需要巨大的空間。