目前中國(guó)在建的海上風(fēng)電多集中于淺海和近海海域,水深多在10米到30米之間,海上風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)多采用單樁、導(dǎo)管架、負(fù)壓筒、高樁承臺(tái)等結(jié)構(gòu)形式,風(fēng)機(jī)單機(jī)功率多在4MW到6MW之間,在將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能后,主要采用交流電的形式通過(guò)海底電纜直接輸送到電網(wǎng)。隨著離岸距離越來(lái)越遠(yuǎn),傳統(tǒng)的交流電輸送方式已經(jīng)變得不具經(jīng)濟(jì)性,取而代之的將是直流電的輸送方式,其目的是最大程度地減少在輸送過(guò)程中的電量損耗。
在淺海海域,可以在將風(fēng)資源轉(zhuǎn)換為電能后通過(guò)海底電纜傳輸?shù)桨渡希诮:蜕詈:S蛴捎陔x岸距離遠(yuǎn),通過(guò)海底電纜以交流電的方式將電能輸送到岸上變得不經(jīng)濟(jì)。這個(gè)時(shí)候,海上直流傳輸為近海的電能傳輸提供了一種可行的方案。海上直流輸送方式的具體過(guò)程就是:風(fēng)能—轉(zhuǎn)換為交流電—轉(zhuǎn)換為直流電—傳送到岸上—轉(zhuǎn)換為交流電。通過(guò)研究表明在離岸50海里甚至到100海里的輸送距離上,將從海域中獲取的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能并進(jìn)一步通過(guò)換流站轉(zhuǎn)換為直流電,然后再輸送到岸上變得更加切實(shí)可行和經(jīng)濟(jì)。

當(dāng)海上風(fēng)電向著離岸更遠(yuǎn)的海域發(fā)展,如離岸距離超過(guò)100海里的情況下,即便是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為直流電再通過(guò)海底電纜傳輸,也已經(jīng)變得不再經(jīng)濟(jì)和可行。在這種情況下,如何將從深海獲取的風(fēng)資源帶回陸地,海上風(fēng)電制氫為其提供了一種解決的方案。
風(fēng)電制氫,就是通過(guò)風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能,并且不再通過(guò)海底電纜直接傳輸?shù)桨渡希菍⒌玫降碾娔埽苯佑脕?lái)電解水制氫設(shè)備,將電能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氫氣進(jìn)而將電能儲(chǔ)存,通過(guò)電解水產(chǎn)生的氫氣便于長(zhǎng)期存儲(chǔ),可以運(yùn)輸?shù)桨渡鲜褂谩>唧w的過(guò)程為:風(fēng)力發(fā)電—電解水—制氫制氧—氫氣能源—應(yīng)用到多種行業(yè),比如運(yùn)輸業(yè)、工業(yè)熱加工處理、化工行業(yè)等。目前,風(fēng)電制氫的技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)有過(guò)應(yīng)用的先例。荷蘭已建成世界上第一個(gè)海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目(PosHYdon項(xiàng)目);德國(guó)經(jīng)濟(jì)與能源部正在起草的氫能發(fā)展戰(zhàn)略提到,德國(guó)正在考慮在海上風(fēng)電競(jìng)標(biāo)中,指定部分海上風(fēng)電場(chǎng)專門用于生產(chǎn)綠色氫氣。國(guó)際能源署(IEA)指出,隨著可再生能源成本的下降以及制氫規(guī)模的擴(kuò)大,到2030年,從可再生能源中制氫成本或?qū)⑾陆?0%,燃料電池、燃料補(bǔ)給設(shè)備和電解槽(用于電解水制氫)都將從大規(guī)模制氫中受益。
根據(jù)研究顯示,當(dāng)人類對(duì)風(fēng)資源的開(kāi)發(fā)拓展到離岸距離100海里以外的區(qū)域,風(fēng)電制氫技術(shù)將起到?jīng)Q定性的作用。如果風(fēng)電制氫的成本進(jìn)一步降低,甚至在離岸50海里到100海里的距離都可以采用風(fēng)電制氫的技術(shù)來(lái)進(jìn)行能源的傳輸。風(fēng)電制氫可以將從深海獲取的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,電能用來(lái)制氫制氧,然后將得到的氫氣和氧氣運(yùn)輸?shù)疥懙兀瑢?shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)移。目前,海上風(fēng)電制氫沒(méi)有得到大規(guī)模運(yùn)用的原因主要是制氫的成本過(guò)于昂貴,相信未來(lái)隨著制氫行業(yè)技術(shù)的發(fā)展,海上制氫的成本將逐漸下降,深海的海上風(fēng)電與制氫行業(yè)的發(fā)展將相得益彰,融合發(fā)展。
每一個(gè)新興的行業(yè)在其蓬勃發(fā)展的初期必然會(huì)遇到各種各樣的發(fā)展瓶頸,而新興的技術(shù)將是突破這些瓶頸的主要手段。作為船舶與海洋結(jié)構(gòu)物檢驗(yàn)主力軍的船級(jí)社,其未來(lái)的定位依然是面向海洋,為海洋中的結(jié)構(gòu)物保駕護(hù)航。隨著面向海洋領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和科技的進(jìn)步,船舶檢驗(yàn)將會(huì)是各大船級(jí)社業(yè)務(wù)中的一個(gè)組成部分,如何為新興的海洋資源開(kāi)發(fā)者服務(wù)將是中國(guó)船級(jí)社面臨的課題。在可持續(xù)發(fā)展的理念下,新型能源的開(kāi)發(fā),技術(shù)的發(fā)展,將成為必然,深海的開(kāi)發(fā)也將越來(lái)越頻繁,而在這一進(jìn)程中,中國(guó)船級(jí)社只有不斷充實(shí)自己在相應(yīng)領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備,才能使得自己的業(yè)務(wù)多元化發(fā)展,以適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的興起,也才能在未來(lái)面向深海的開(kāi)發(fā)中占據(jù)一席之地。目前,海上風(fēng)電直流輸送技術(shù)、浮式風(fēng)電場(chǎng)、海上風(fēng)電制氫技術(shù)等已經(jīng)來(lái)到了我們面前,如何發(fā)揮中國(guó)船級(jí)社的技術(shù)優(yōu)勢(shì),為這些新興的技術(shù)或者產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航,已然成為技術(shù)引領(lǐng)的課題。未來(lái),還會(huì)有很多新興的面向深海的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。然而,不管技術(shù)如何發(fā)展,深海必將是所有新興技術(shù)發(fā)展和突破的方向。
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