科创中国

大规模开发利用风电等可再生能源已成为世界各国清洁低碳能源转型的共识,但因其存在随机波动性和间歇性强的缺点,在风电渗透率高的地区或孤网系统中的应用受到限制。风电耦合制氢技术可发挥氢能长周期大规模储能和多元化产品输出的优势,在未来风电开发利用过程中发挥重要作用。

1.充分利用弃风电力，解决风电大发或电网容量有限时产生的弃风问题，同时有效降低制氢成本；

2.利用电解制氢装置的快速响应特性或结合燃料电池、氢燃气轮机发电提高风电供电质量和可靠性，增加风电的渗透率；

3.利用可再生能源制取绿氢，减少温室气体的排放。根据系统与电网的连接情况，可分成并网状态和离网状态下的风电耦合制氢。

风电、光伏等可再生能源发电具有随机性和间歇性的特点，接入电网会造成电压和频率的波动，影响电网的安全稳定运行。配置一定量的储能、允许合理的弃风弃光是实现风电、光伏发电大规模接入电网，保障电网安全经济运行的重要手段。氢能是公认的清洁能源载体，具有能量密度大、转化效率高、无污染和零碳排放等特点，被看作最具应用前景的能源之一。风电、光伏等可再生能源发电耦合制氢，不仅可以发挥氢能的储能和快速功率调节的优势，降低高比例可再生能源并网的不稳定性，提高可再生能源发电的利用小时数，还可以充分利用弃风弃光，提高风电、光伏发电制氢的经济性。

中国大唐集团科学技术研究院有限公司（以下简称科学研究院）成立于2013年12月，是世界500强企业-中国大唐集团公司的中央研究院，总部设在北京，下设大唐火力发电技术研究院、信息中心、两优化研究中心、大唐（北京）能源科技有限公司等四家在京单位，拥有大唐东北电力试验研究院、大唐华东电力试验研究院、大唐华中电力试验研究院、大唐西北电力试验研究院、大唐华北电力试验研究院（与大唐火力发电技术研究院合署办公）及大唐水电科学技术研究院等6家区域性电力试验研究院。科学研究院现建有院士专家工作站、博士后工作站、研究生工作站、多个省部级科技合作基地和集团公司研究中心，业务服务范围涵盖火力发电、水力发电、新能源发电、分布式能源、智慧能源等多个领域，是集发电技术服务、技术攻关和科技研发于一体的国家级高新技术企业，已连续两年获得中国电力科技进步一等奖。经过五年多高速发展，科学研究院已凝聚和培养了一千多名高素质专业人才，作为关系国家能源安全、国民经济命脉的能源研究院，目前正积极践行“国家战略实施者、行业发展领先者、清洁能源提供者、公司价值创造者、公共利益维护者”，现向国际知名、国内一流能源研究院昂首迈进。

并网型风电制氢可充分利用弃风电力，明显降低制氢成本。研究结果表明将会有效降低成本，提高整个经济学效益。

1.100MW 容量的风电场，弃风电价按 0.16 元/(kWh)计算，若配置30MW 的电解制氢装置，可将弃风率从 35.8%降至7.5%。

2.利用弃风电力制氢的成本可低至 22.4 元/kg 左右，电网取电制氢的成本则在 32.5 元/kg 左右。

前期阶段，研究团队可以在内蒙古、新疆等地选取风场，和风力发电企业进行联合研究，带相关的技术取得阶段性橙果果，选取合适的时机扩大试点研究范围，促使该技术逐步推广应用。