深远海风电制氢：为构建新型能源体系注入新动力_新浪财经

转自：中国改革报

由明阳集团自主研制的全球单体容量最大的漂浮式海上风电平台“明阳天成号”日前在广东阳江正式投运，该平台为两台8.3兆瓦风机并排而立、两个风轮朝反向旋转，总装机容量达16.6兆瓦，为探索深远海能源开启全新篇章。　　　　　　　　　　　　　　（明阳集团提供）

□ 许传博李忻颖张文座刘建国

2024年7月，党的二十届三中全会审议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》明确提出“加快规划建设新型能源体系”。2024年11月，《中华人民共和国能源法》正式颁布，强调“加快构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系”。发展深远海风电制氢，是保障能源安全、促进清洁低碳的重要举措，是培育新质生产力的关键要素，将为新型能源体系的构建注入新动力。

海上风电是可再生能源发展的重要领域，我国拥有全长1.8万公里的海岸线和300多万平方公里的海域面积，发展海上风电具有天然优势。我国海上风电起步虽晚于欧洲，但近10年发展迅猛，截至2023年底，我国海上风电累计并网装机达37吉瓦，占全球市场的50%左右，连续4年位列全球第一。但受生态环境保护、交通航道占用等因素影响，我国近海风电资源日趋紧张。深远海具备更广阔的海域资源和更丰富的风能储量，展现出更大的开发潜力。世界银行的数据显示，全球可用的海上风能资源超过710亿千瓦，其中深远海占比超过70%。为推动深远海风电的发展，2022年6月，国家发展改革委、国家能源局等九部门联合印发的《“十四五”可再生能源发展规划》提出“开展深远海海上风电规划”。与此同时，上海、山东等沿海省市纷纷提出明确的深远海风电发展规划。在顶层设计与发展规划的加持下，我国深远海风电即将进入高速发展阶段。

然而，深远海风电未来发展将面临着大规模并网消纳难、海底输电成本高等挑战。在此背景下，发展深远海风电制氢可有效解决以上问题：一是利用海上风机发出的电能进行电解水制氢，缓解电力消纳压力；二是通过船舶或现有海底天然气管道掺氢来输送氢气，替代输电降低能源外送成本和运输能量损耗。因此，深远海风电与氢能的深度耦合可为其高质量发展开辟新的路径。

深远海风能技术可开发量超12亿千瓦

2023年，我国原油、天然气对外依存度分别超过70%和40%，较高的对外依存度对我国的能源供应韧性构成了挑战，特别是在国际能源市场价格波动、地缘政治冲突等不确定因素影响下，能源安全面临较大风险。

据国家气候中心的最新评估结果，我国深远海风能资源技术可开发量超过12亿千瓦。若全部用于制取氢气，理论上每年可生产1.05万亿立方米氢气，按照热值转换，这些氢气可以替代3560亿立方米天然气或26785万吨原油。据此测算，我国只需要开发46.5%的深远海风能资源用于制氢，即可完全替代2023年国内进口的天然气，即1656亿立方米。同样，开发全部深远海风能资源制氢可将我国原油对外依存度从当前的73%降低至38%。因此，大力推动深远海风电制氢可降低油气等能源进口风险，显著提升风电开发规模，提升能源自给自足能力，保障能源安全。

风电绿氢有望替代高碳氢源

我国在氢能产量方面居全球首位，截至2023年底，全国氢气年产量已突破3500万吨。从地理分布来看，我国氢能产业集群主要集中在东南部沿海地区，这些区域对氢能的需求较为旺盛，而西部及东北部地区的产业布局相对较少，呈现出由沿海向内陆的梯度分布特征。然而，东南部沿海地区的氢气主要来源于煤制氢、天然气制氢和工业副产氢等传统制氢途径，这些方法伴随着较高的碳排放，对于沿海地区实现降碳目标构成了挑战。因此，利用深远海风电制取的绿色氢能（绿氢）有望替代传统的高碳氢源。

此外，海上绿氢的供应还有助于推动难以实现电气化的行业实现深度脱碳。氢能具备多重角色，包括作为燃料、还原剂、化工原料以及储能介质。作为燃料，绿氢可应用于长途重卡运输、远洋航运和航空航天领域；作为还原剂，绿氢可替代焦炭用于钢铁生产；作为化工原料，绿氢可用于合成氨和甲醇等化学品；作为储能介质，绿氢能够存储海上风电的过剩电能，并在用电高峰期间释放。因此，开发深远海风电来实现沿海地区绿氢的就近规模化生产，不仅能够促进能源结构的转型，还能为实现碳达峰碳中和目标提供坚实的支撑。

海风制氢产业链助力培育新质生产力

深远海风电制氢产业链长，集合了当前高端装备制造的尖端技术。深远海风电制氢的典型技术路线主要是：漂浮式风机发电→海底电缆输电→汇集至海上平台集中制氢→海上直接消纳或通过管道/船舶运输上岸。我国深远海风电制氢系统从电力的“发输”到氢能的“制输用”等环节均展示出较强的技术革命性突破，助力新质生产力的培育。

发电方面，随着海上风电由近海向深远海挺进，海上风机支撑的结构由固定式向漂浮式变化。目前，我国已建成“三峡引领号”“扶摇号”“海油观澜号”“国能共享号”等漂浮式风电示范项目，其中“海油观澜号”在单台功率、离岸距离、水深、单位兆瓦用钢量等指标处于国际先进水平。

输电方面，海底电缆逐渐从单芯向三芯海缆技术转变，有效减少海底走廊占用面积。2023年8月，我国广东阳江青洲一、二海上风电场项目采用的三芯交联聚乙烯绝缘钢丝铠装海底电缆，是世界首条应用于工程的500千伏三芯海底电缆，也是世界上电压等级最高、单根最长的海底电缆。

制氢方面，海水无淡化制氢技术取得重大突破，2023年6月，全球首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术在我国福建兴化湾海上风电场测试成功。同时，广东省珠海市万山区桂山海上风电工业级制氢示范项目成功制氢,标志着亚洲首个工业级海上风电制氢示范项目的顺利落成。

输氢方面，面对传统金属钢管存在氢脆、氢腐蚀等风险等难题，2023年11月，中国联塑自主研发的RTP柔性输氢复合管纯氢爆破试验取得成功，标志着我国可实现该类输氢管道的国产化。RTP柔性复合管无需做海水防腐处理，非常适用于海底输氢使用，将满足海上大量绿氢输送上岸的需要。

用氢方面，2023年10月，我国首艘氢燃料电池动力示范船“三峡氢舟1”号在湖北宜昌完成首航，这标志着氢燃料电池技术在内河船舶应用实现零的突破。