直挂云帆济沧海！海上风电制绿氨突然火起来
发布日期：2023/9/14
用绿电制绿氢或绿氨，是能源和工业领域脱碳的可行路径。
但陆上建设制氢和氨合成工厂，受到用地、选址、审批和投资等诸多因素限制，很多国家把目光投向了海上风电。海上风电依托天然的风力资源，有发电量大的优势，同时存在闲时大量多余电能无法有效利用的问题。
通过与海上风电耦合，电解水制氢制氨能够实现零碳排放的制氢制氨目标，是非常具有发展前景的清洁能源制备技术。
但海上平台建设也存在很多问题，比如海洋环境复杂，平台的建设难度大，氢和氨的储存和运输等成本比较高。
为此，欧洲一些国家提出浮式生产储氢储氨船概念。
这个概念来自于海上石油工业的FPSO（Floating Production Storage and Offloading，即浮式生产、储油、卸油装置）。这一技术目前已经比较成熟。
图说：BW Offshore
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海上风电+FPSO模式
日前，由挪威BW Offshore公司、荷兰SwitchH2公司合作开发的海上浮式绿色氨气生产装置已获得DNV（挪威船级社）的“原则性批准（AIP）”，证明了其设计的技术可行性。
该装置为“NH3 FPSO”，即生产氨气的FPSO，将通过改造现有的超大型油轮（VLCC）或新建专用船舶来实施。
该装置从海上风电场接收电力，首先通过电解海水产生氢气、通过空气分离装置产生氮气，然后在氨合成装置中结合生成氨气，最后氨气被冷凝，以液态氨的形式储存在船上。
根据设计，NH3 FPSO将采用永久系泊，“驻扎”在海上风电场内；必要时也可以移动到其他风场。生产的氨气将通过管道从FPSO上传输到其他氨气运输船上，完成转运。我们知道，海上制氢、制氨平台造价不菲，现在有了NH3 FPSO，对于风场开发商来说，可以省去新建制氨平台的费用，转而采用租用FPSO的方式。
DNV浮式生产业务发展副总裁Conn Fagan表示，此次授予的AIP涵盖了对该船舶概念设计各个方面的认证，包括结构完整性、系泊、氨生产、氨储存以及氨装卸。
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并非第一个
其实，这并非第一个绿氨的FPSO。去年DNV批准了一个类似概念，用于在海上生产绿氨的浮动生产装置，称为P2XFloater 概念，由总部位于挪威的 H2Carrier 开发。
H2Carrier已与位于格陵兰岛的Anori签署了一份意向书，旨在格陵兰岛开发第一个商业海上风电场，作为生产和出口绿色氨气项目的一部分。
该风电场装机容量预计为1500兆瓦，将为H2Carrier的浮式生产储氨船（P2XFloater™）提供电力。
两家公司表示，绿色氨将储存在船上的储罐中，然后转移到较小的运输船上，并运往国际氨气市场。
Anori董事长Nicolai Fossar Fabritius表示：“目前，全球范围内只有不到1%的氨气消费量来自可再生能源。为了实现巴黎协议的目标，我们必须做出更多努力提高这一比例。”
H2Carrier表示，P2XFloater™是首个在全球范围内推出的能够以工业规模生产氢气和氨的此类产品。
P2XFloater™基于FPSO的成熟技术，并结合了优化可再生能源、电解槽和生产氨的Haber-Bosch-process控制系统。
H2Carrier计划在全球PtX项目上建造、拥有/租赁和运营一支P2XFloaters™船队。
早在去年9月份，H2Carrier就与挪威可再生能源巨头Statkraft签订谅解备忘录，计划在某些海上风电场使用浮式生产储氨船P2XFloater™。并表示，P2XFloater™ 或将有助于提高海上风电装置的电力灵活性，使海上风电场减少对电网和出口电缆设施的依赖。
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适用场景
浮式制氢和氨合成及液化储存平台，可以实现分布式、小型化、低风险的清洁燃料来源和供给。这个解决方案非常有吸引力。
挪威的企业能走在前面，绝非巧合。挪威拥有一个高度发达的海事和近海技术行业，是世界石油巨头之一，并致力于积极的国家脱碳战略。
但要落地“海上风电+FPSO”模式，或者更具有经济价值，一般要考虑几种场景的结合：
一是离国家电网很远，对岸边工厂的建设造成物流或地面上的困难；
二是远离海岸，需要长距离的电缆基础设施，成本高，电力损耗大；
三是制造的绿氢或绿氨，是面对出口，优势更大，这样不需要高昂和长距离的电缆或管道连接；
四是生产的绿氢或绿氨，如果可作为海运的燃料，那就更具有经济价值了，可以直接在海上进行供给。
来源：环球零碳研究中心
