遠海風電輸電和制氫經濟可行性分析

黃偉捷，江岳文,2

(1.福州大學 電氣工程與自動化學院，福建 福州 350108；2.智能配電網裝備福建省高校工程研究中心，福建 福州 350108)

0 引言

全球風能理論蘊藏量為2 000萬億kW·h，約是當前全球電力需求的100倍[1]，2030年全球海上風電裝機容量預計達到1.15億kW·h[2]。沿海地區經濟發達，能源消費巨大，發展海上風電能夠緩解能源需求。受生態環境保護、交通航道占用等因素影響，近海風電項目的站址資源日趨緊張，而遠海具有高風速、風向更為一致的風能儲量，有利于建設大容量、高效率的遠海風電場[3]。

由于距離陸地遙遠而且沒有遠海電力負荷可以消納遠海風電，遠海風電場的能源如何經濟地傳輸給陸上用戶是一項具有實際意義的研究課題。根據文獻研究，遠海風電開發利用途徑主要有輸電工程和制氫工程[4-6]。輸電工程是采用海底電纜輸送風電，有高壓交流輸電方式和高壓直流輸電方式；而制氫工程是將遠海風電用于電解水制氫，以氫能形式向陸地輸送能源。

海上風電輸電工程已廣泛應用于近海風電場，但遠海風電輸電工程仍需進一步研究。文獻[7-9]比較了交流輸電系統和直流輸電系統的經濟性，認為高壓直流輸電方式應用于遠距離的遠海風電傳輸更具經濟性。文獻[10]采用基于多元回歸神經網絡的海上風電場全壽命周期成本（life cycle cost，LCC）參數化模型，評估遠海風電項目經濟可行性。文獻[11]研究歐洲風電場的發電成本組成及其敏感性分析，得到風電場的可利用小時數以及投資建設成本是影響風力發電經濟性的2個主要因素，并進一步將輸電工程與制氫工程開發方式進行經濟性比較，以促進投資者關注遠海風電的開發利用。……