氫氣是一種燃燒熱值高、CO2零排放的二次能源，每千克氫氣燃燒產(chǎn)生的熱量，大約是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，而燃燒產(chǎn)物是水，是一種非常生態(tài)環(huán)保的清潔能源。面對(duì)著棄風(fēng)難題，一個(gè)潛在的解決方案是，探索利用棄風(fēng)電量電解生產(chǎn)氫氣，支持我國(guó)發(fā)展氫燃料電池汽車等下游產(chǎn)業(yè)。
　　河北張家口已在風(fēng)電制氫領(lǐng)域開始大膽嘗試
　　近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量最大的國(guó)家，但與此同時(shí)，我國(guó)也發(fā)生了比較嚴(yán)重的棄風(fēng)現(xiàn)象。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2015年，我國(guó)棄風(fēng)電量達(dá)到339億千瓦時(shí)，同比增加213億千瓦時(shí)，平均棄風(fēng)率15%，同比增加7個(gè)百分點(diǎn)；到了2016年第一季度，我國(guó)棄風(fēng)現(xiàn)象進(jìn)一步惡化，風(fēng)電棄風(fēng)電量達(dá)到192億千瓦時(shí)，同比增加85億千瓦時(shí)；平均棄風(fēng)率26%，同比上升7個(gè)百分點(diǎn)，尤其是吉林、新疆、甘肅的棄風(fēng)率更是達(dá)到了53%、49%和48%。
　　氫氣是一種燃燒熱值高、CO2零排放的二次能源，每千克氫氣燃燒產(chǎn)生的熱量，大約是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，而燃燒產(chǎn)物是水，是一種非常生態(tài)環(huán)保的清潔能源。面對(duì)著棄風(fēng)難題，一個(gè)潛在的解決方案是，探索利用棄風(fēng)電量電解生產(chǎn)氫氣，支持我國(guó)發(fā)展氫燃料電池汽車等下游產(chǎn)業(yè)。目前，我國(guó)河北省張家口市已經(jīng)在風(fēng)電制氫領(lǐng)域開始了大膽嘗試。據(jù)了解，張家口市的風(fēng)電裝機(jī)容量超過(guò)650萬(wàn)千瓦，但并網(wǎng)外送能力僅有170萬(wàn)千瓦左右，從而倒逼形成了風(fēng)電供暖、風(fēng)電制氫等就近消納方式。2015年4月，張家口市沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目正式開工，這是我國(guó)首個(gè)風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目，同時(shí)也是全球最大的風(fēng)電制氫工程。該項(xiàng)目由河北建投新能源有限公司投資，占地116畝，總投資20.3億元，項(xiàng)目建成后將形成每年制氫1752萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米的生產(chǎn)能力，其中一部分氫氣用于工業(yè)生產(chǎn)，減少化石能源消耗量，另一部分將在時(shí)機(jī)成熟時(shí)，用于建設(shè)配套加氫站網(wǎng)絡(luò)，支持發(fā)展河北省氫能源動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)。
　　短期來(lái)看，我國(guó)風(fēng)電制氫至少還面臨著兩大難題，一是經(jīng)濟(jì)可行性，另一個(gè)是水源保障。目前制氫的技術(shù)路線主要有煤制氫、天然氣裂解制氫、甲醇制氫、電解水制氫等，其中煤制氫的成本最低，生產(chǎn)1立方米氫氣的成本不到1元；采取電解方式，生產(chǎn)1立方米氫氣需要需要消耗電能5千瓦時(shí)左右，即使按棄風(fēng)發(fā)電價(jià)格每千瓦時(shí)0.25元計(jì)算，風(fēng)電制氫僅用電成本就達(dá)到了1.25元，基本沒(méi)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，我國(guó)風(fēng)力資源豐富的地區(qū)大多分布在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅等區(qū)域，水資源相對(duì)比較缺乏。但從長(zhǎng)期來(lái)看，氫能利用，尤其是氫燃料電池汽車有著比較大的潛力，這為風(fēng)電制氫提供了發(fā)展空間。同純電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池汽車擁有加氫時(shí)間更短、續(xù)航里程更長(zhǎng)、零排放等優(yōu)點(diǎn)，一直以來(lái)被很多國(guó)家看作新能源汽車的主要技術(shù)路線之一。
　　日本開發(fā)燃料電池車的動(dòng)向值得中國(guó)借鑒
　　日本是世界上最重視氫能和氫燃料電池汽車的國(guó)家。在國(guó)家層面，早在1980年，日本就開始了各類燃料電池技術(shù)的研發(fā)，2014年4月，日本國(guó)會(huì)批準(zhǔn)了《戰(zhàn)略能源規(guī)劃》，其中明確提出加快實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)的步伐，讓氫能在二次能源中發(fā)揮中心作用，主要舉措包括：加快家用燃料電池的引入推廣；營(yíng)造環(huán)境加快引入燃料電池車；掌握氫能發(fā)電等新技術(shù)；加快發(fā)展氫氣生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)刃录夹g(shù)保障穩(wěn)定供應(yīng)；制訂實(shí)現(xiàn)“氫能社會(huì)”路線圖等等。在地方層面，早在2004年8月，日本福岡就率先制訂了“福岡氫戰(zhàn)略”，提出要建設(shè)世界最尖端的氫信息基地，培養(yǎng)氫能源新產(chǎn)業(yè)；日本東京更是積極以2020年奧運(yùn)會(huì)為契機(jī)，全方位推進(jìn)氫能社會(huì)建設(shè)。在企業(yè)層面，2014年12月15日，豐田首款氫燃料電池車Mirai就正式上市，贏得了市場(chǎng)的高度認(rèn)可，本田、日產(chǎn)等企業(yè)也在積極推出自己的燃料電池車型，加氫站的建設(shè)也逐漸提速。2016年4月，日本發(fā)布新的氫能和燃料電池戰(zhàn)略路線圖，估計(jì)到2020年日本燃料電池車的銷售可達(dá)到約4萬(wàn)輛，2025年達(dá)到約20萬(wàn)輛，2030年達(dá)到80萬(wàn)輛，加氫站也將從現(xiàn)在的80座增加到2020年的160座以及2025年的320座。美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家也在積極推動(dòng)本國(guó)的氫能與燃料電池計(jì)劃。德勤咨詢估計(jì)，到2025年，美國(guó)和歐洲的氫燃料電池車將分別達(dá)到85萬(wàn)輛、71萬(wàn)輛。