“海上风力发电转化为氢能如何帮助满足欧洲的清洁能源需求”
海上风力发电转化为氢能帮助欧洲清洁能源需求
氢被誉为，如果不是银弹，至少是去碳化世界能源的关键组成部分。难怪——氢燃烧时产生零温室气体排放。然而，向可再生氢经济的转变首先必须克服一系列非微不足道的挑战。
所谓的绿色氢，是通过使用可再生能源电解水产生的，目前仅占全球产量的约1%。它的价格也是灰色氢的三倍，灰色氢是从化石燃料来源生产的。
大规模推广绿色氢所面临的主要难题之一是获得大量可再生能源和水资源。完全海上风力发电转换为氢是一个解决方案，其中高容量因子的浮动风力涡轮机与利用海水的电解器相连接。
“在部署海上[风电场]场址中复杂且昂贵的是在海上转换能量并通过电缆带到陆地，”可再生氢生产商Lhyfe的海上项目经理Stéphane Le Berre告诉TNW，并补充说，对于最新的大规模项目，这一部分单独就需要数十亿欧元。
“一种用于海上风电场开发商消除昂贵电力变电站和电缆需求的解决方案是用氢气生产厂取而代之，将电力转换为氢气，”Le Berre说道。然后，氢气可以通过管道进行运输，北海已经有充足的供应，这得益于石油和天然气工业。
瞄准绿色（氢）独角兽地位
成立于2017年，由Matthieu Guesné创办，总部位于南特的Lhyfe如今雇佣了200名员工，在16个国家设有业务。该公司已获得约8000万欧元的资金，并表示其使命是成为“绿色独角兽”。它希望通过避免排放十亿吨二氧化碳来衡量自己的地位，而不是以估值来衡量。Lhyfe位于Bouin的陆上场地从2021年第二季度开始运营，目前每天产生300公斤的绿色氢气。一公斤氢气的能量相当于一加仑（3.78升）汽油，燃烧时产生略高于9公斤的二氧化碳。
Lhyfe之所以成为氢气生产商，几乎是意外的结果。事实上，它部分是为了解决全球变暖的另一个方面——海洋氧气消耗。
通过电解制备一公斤氢气时，还会释放八公斤氧气作为副产品。Lhyfe打算将其泵回海洋，有望通过帮助恢复由气候变化破坏的海洋生态系统的平衡。
“当我们开始Lhyfe时，我们希望制造海上氢气，以便我们有经济可行性将氧气带到海洋中，”Le Berre说。
世界首个海上风力涡轮机制氢试点
去年9月，Lhyfe推出了世界上第一个海上可再生氢气生产试点项目。今年6月，该公司宣布，名为Sealhyfe的1兆瓦示范项目已经产生了第一批绿色氢气（中国国有企业东方电气可能在几周前就已经开始实际生产了）。
Sealhyfe位于法国Le Croisic海岸约20公里处。如今，它每天产生半吨氢气。它与SEM-REV电力中心相连接，这是欧洲第一个浮动式风力发电场，也是多技术海上测试的场所。
SEM-REV拥有一个水下中心，类似于一个巨大的方块，有四个插座。其中一个用于连接SEM-REV风力涡轮机，另一个用于连接该站点与陆地电网的电缆。这样留下两个备受追捧的插座供展示项目使用，其中一个现在允许Sealhyfe平台直接从风力涡轮机获取电力。
Sealhyfe电解器位于一个浮动平台上，设计用于稳定海上的生产单元，并使用淡化水进行电解。一公斤绿色氢气需要九升水，随着未来几十年饮用水稀缺问题预计会显著增加，这是将生产场地定位在海边或海上的主要论据之一。
Lhyfe在明年5月之前需要从SEM-REV中心断开连接。在那之前，它希望不仅证明技术的可行性，还能经受住大西洋冬季的恶劣条件。
氢气 HOPE
来自Sealhyfe的经验将为未来的离岸项目提供参考。其中包括协调与其他八个合作伙伴共同进行的规模空前的10兆瓦HOPE项目。欧洲清洁氢能伙伴计划已选择该项目获得2000万欧元的资助。
HOPE每天将生产高达四吨的绿色氢气。计划于2026年在比利时海岸外开始运行。到2030年，Lhyfe计划建设多个10兆瓦项目，总装机容量达100兆瓦。
在欧洲，还有其他几个离岸风力发电转化为氢能项目正在开始形成。其中之一是H2Mare，由西门子能源和西门子Gamesa带领的一群行业和学术合作伙伴运营。
“离岸区域可能使得像欧洲和日本这样的人口密集地区能够在靠近沿海需求中心的地方至少部分地产生氢气，从而降低运输成本。” H2Mare的项目协调员兼西门子能源离岸氢气项目经理Mathias Mueller说道。“此外，海上风速通常较高且更稳定，允许持续产出更大的能量。”
西门子已向该项目投资了1.2亿欧元，该项目将在开放海域上设立一个测试平台，同时还将在陆地上建立一个电解系统的测试设施。项目将尝试证明离岸风力发电转化为氢能的财务可行性和最佳配置。
落后于电池，欧洲对氢气不敢掉以轻心
德国联邦教育与研究部将H2Mare选为三个旗舰氢气项目之一，共获得总计7亿欧元的资助。作为德国在2030年计划发电30兆瓦的离岸风力发电的一部分，政府已在北海划定了一个容量高达1吉瓦的绿色氢气生产区域。
然而，行业对这个目标并不满意。今年五月，包括BP、西门子Gamesa、RWE和Lhyfe在内的一群公司向德国政府发出呼吁，要求将到2035年额外离岸氢气生产容量增加10吉瓦的目标纳入国家战略和区域发展计划。
荷兰政府也在推动离岸氢气议程。今年三月，它在该国北部指定了一个区域，靠近华登群岛，用于一个500兆瓦的风力发电转化为氢气项目。作为一个试点项目，它将开展一个电解容量在50兆瓦至100兆瓦之间的小型项目。
“我认为欧洲足够聪明，押注在氢气上并及早予以支持。因为他们从中国电池的经验中学到了教训，当然，与中国相比，欧洲在电池方面的一切都比计划落后了几年，” Le Berre说道。“现在，欧洲已经做好了准备，我们能够准时竞争，无论是在经济上还是在技术上，与中国相比。”
欧洲委员会通过RePowerEU计划设定了到2030年生产1000万吨绿色氢气的目标，并预计到2050年，氢气（国内和进口）可能占其能源结构的14%。
为了支持这一目标，欧洲委员会计划通过InvestEU计划到2027年动员3720亿欧元。对于那些正在建设电解装置或通过开发氢气动力飞机和汽车创造需求的欧洲初创企业来说，这种行业支持可能会让他们起飞，并推动我们走向更清洁的未来。
