因地制宜有可为！离网制氢发展加速绿氢规模化应用
发布日期：2024/3/18
构建以绿氢为主体的氢能体系是氢能产业发展的终极目标，目前高用电成本是制约绿氢实现大规模生产的重要因素。离网制氢不从电网取电，利用风电、光伏发电等绿电制氢，这样不仅可以使新能源实现就地消纳，也能带动制氢用电成本大幅下降，离网制氢将成为提升绿氢成本竞争力的有效途径。
近期，随着氢能产业的快速发展以及国家支持政策的推动，多个离网制氢项目已经取得获批、开工、建设提速等新进展，与此同时，众多氢能企业也加快了对离网制氢解决方案的探索。离网制氢有什么优势？发展着面临怎样的挑战？未来前景如何？
离网制氢备受看好
可再生能源制氢有并网和离网两种形式。并网制氢是将系统接入电网，从电网取电制氢，电网作为稳定能源可以为制氢系统提供源源不断的电量，目前国内电氢耦合系统以并网制氢为主。但在并网制氢的情况下，网电电价使得制氢成本较高，而且当网电制氢比例超过一定程度后，会导致氢气绿色认证困难。
离网制氢是将风光发电机组产生的电能，不经过电网直接提供给电解槽系统进行制氢，其不受电网和容量的限制，适合偏远地区或无法接入传统电网的地方。相较于并网制氢，离网制氢省去了并网辅助设备，可以避免并网带来的问题，也无需缴纳输配电费用，同时也减少了电力输送环节成本。
“离网制氢最大的优势就是可以大幅降低制氢成本，电费是影响制氢成本的主要因素，降低电价是制氢降本的重要途径，风光电价比国网电价便宜很多。”某氢能企业高层表示，离网制氢不仅能很好就地消纳新能源，也可以实现大规模绿氢生产，是未来绿氢制取的发展趋势。
基于离网制氢的突出优势，地方政府也出台了相关支持政策，促进风光制氢项目向离网模式发展。今年2月8日，广东省发改委等多部门印发《广东省培育发展未来绿色低碳产业集群行动计划》，其中指出，要探索在离网型海岛构建氢电深度耦合的智能微电网。
1月4日，吉林省人民政府办公厅印发了《关于促进吉林省新能源产业加快发展若干措施》的通知。文件提到：探索推动离网型项目，以完全离网新能源制氢项目为示范，构建纯新能源电力系统，减少电网调节压力，助力全社会深度脱碳；内蒙古大力发展氢能产业，包头市明确提出，在风光制氢一体化项目方面，离网制氢优先、技术先进的优先、下游有消纳场景的优先、前期准备充分的优先，按照公平、公正、公开的原则受理申请，随报随批。
在政策的指引下，各地的离网制氢项目也不断取得进展。2024年3月，辽宁华电铁岭25兆瓦离网储能制氢一体化项目全面投入联动调试工作，预计4月30前进入试生产。
1月15日，宁夏吴忠离网制氢项目签约，项目将分三期开发建设，全面达产后预计年产值12亿元；1月8日至9日，辽宁华电调兵山离网风电制氢耦合绿色氨醇一体化示范项目可行性研究报告审查会在成都顺利召开；1月5日，中煤平朔采煤沉陷区60万千瓦离网式可再生能源制氢一期项目(绿氢耦合煤化工部分)环境影响评价工作需进行公众参与公示工作。
2023年12月21日，中广核灵武100万千瓦新能源离网制氢项目获批，项目拟建设 100 万千瓦光伏系统，100MW/200MWh储能及对应规模的制氢系统，将光伏所发出电送至制氢站；2023年12月7日，深能库尔勒绿氢制储加用一体化示范项目投产仪式举行，该项目为新疆首个离网式光伏制绿氢综合应用项目。
离网制氢发展需要突破那些难关?
近年来，以风电、光伏为代表的新能源在国内电力系统中的占比不断提高，由此带来了弃风、弃光等问题。氢能作为长周期储能的有效介质，在消纳过剩的新能源电力上展现出了巨大的潜力，而离网制氢可以降低风光发电对电网冲击、就地消纳新能源电力，有望成为未来重要的消纳方式。
尽管离网制氢发展前景十分广阔，但由于新能源发电受气候变化和天气条件影响大，所发电力高度不确定，具有波动性、间歇性的特点，离网制氢现阶段在技术、经济方面仍存在诸多难题：
首先，离网制氢没有电网支撑，新能源的波动性会导致制氢系统的功率输出波动幅度很大，在较大的功率波动范围内，制氢设备难以耐受波动性从而使用寿命下降，波动导致的制氢功率过小也会降低制取的氢气纯度，造成安全隐患。
其次，离网制氢是一个系统工程，其运行涉及风光电出力、电解制氢电力、储能装置的协调控制，控制策略的制定与电网指令、氢气需求、设备参数密切相关。目前离网制氢项目建设有新能源发电设备企业、电解槽厂家、电力院等众多参与方，各参与方之间没有建立互联互通的信息平台，对彼此间产品技术参数配合的理解都不深，不利于控制策略设计和优化。
再者，由于新能源的间歇性，可能会出现持续数天的无风、阴天情况，为了保证制氢设备的稳定运行，离网制氢项目需要配置大容量的储氢、储电设备,而这样会增加了大量成本，影响项目获得理想的经济收益。
“离网制氢项目的工程规划设计也非常重要，其首先要解决的问题是新能源与制氢设备装机容量配比。”一位行业专家表示，科学合理的配比能有效提高全系统设备使用率、降低初期投资，提高绿氢产能和项目总体利润。
面对制约离网制氢发展的难题，阳光氢能、三一氢能、派瑞氢能、隆基氢能、明阳集团、东方氢能、海德氢能等企业都在持续推进离网制氢技术研发，发布了相应的产品解决方案。
如阳光氢能在国内率先提出柔性制氢概念，开发了离网、并网、微网多模式下的制氢系统，能够充分适应新能源功率快速波动和间歇特性；隆基氢能推出“绿电+绿氢”系统解决方案，自主研发了智慧能量管理平台，通过安全可靠的核心设备和智能控制系统，自主构网，实现离网运营能力。
明阳集团全自主开发了柔性化集装箱式PEM制氢站，适应海上风电制氢、陆上离网制氢等柔性制氢需求；东方氢能集成了东方氢能在制氢领域最新的技术研究成果，自主研发的国内首个离网MW级PEM电解水制氢系统；三一氢能针对大基地新能源制氢场景，开发了适用于超大规模风光绿电离网制氢的电解槽装置，并制定助力风光氢规模化消纳的GW级总体解决方案。
当前离网制氢还处于发展的起步阶段，一位业内人士分析强调：“2024年是离网制氢项目的建设期，2025年进入示范应用阶段。离网制氢在技术集成方面还需要进一步探索，并结合实际运行经验才能摸索出切实可行的商业模式。”
来源：高工锂电 作者：杨炜林
