1.1：歷經(jīng)十多年的建設(shè)發(fā)展，甘肅省酒泉風(fēng)電場已初具規(guī)模，從二OO九年起始，酒泉又開建世界首個千萬千瓦級風(fēng)電基地，以“陸上三峽”之稱，即在二O二O年建成風(fēng)電裝機二千萬千瓦，其發(fā)電量超過已建成的長江上游三峽水力發(fā)電站的規(guī)模，屹立在亞洲以至世界。

由于豐富的風(fēng)力資源和大規(guī)模的風(fēng)電及配套產(chǎn)業(yè)投資和建設(shè)，有力地拉動酒泉市的投資和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。去年該市的投資增長90.97%，其中風(fēng)電及其制造業(yè)投資占全市固定資產(chǎn)總投資的62,96%，財政收入增長107.4%，是歷年來前所未有發(fā)展新途徑。

1.2：在酒泉風(fēng)電場高速度發(fā)展的過程中，對風(fēng)電發(fā)展問題的議論日益增多。尤為今年召開的全國人大、政協(xié)兩會上爭論更為激烈，爭論的焦點集中在兩個問題上；

一是大型風(fēng)電場所發(fā)電力上網(wǎng)難題未破解。由于風(fēng)力發(fā)電受自然界各種不可控制的因素影響，非常不穩(wěn)定，對電網(wǎng)的安全供電造成較大沖擊。

電網(wǎng)的承載能力是有限的，不是上了一個風(fēng)電場項目，全部風(fēng)電就能被輸送出去。甚至有的專家對風(fēng)電上網(wǎng)作現(xiàn)場調(diào)查后發(fā)出“在外界看來，可再生能源是環(huán)保的，可是象風(fēng)電這樣不穩(wěn)定的電力，卻在污染電網(wǎng)”。

有的專家以內(nèi)蒙風(fēng)電的運行實際為例，入冬至今內(nèi)蒙電網(wǎng)已接入風(fēng)電裝機容量430.2萬千瓦。盡管在白天用電高峰期，能全部消納這些電量，但在夜晚用電低谷期，由于要確?；痣姟⒐釞C組的運行，不得不讓風(fēng)機棄風(fēng)停機。

目前內(nèi)蒙風(fēng)電場有320萬千瓦的風(fēng)電機組不能出力，比例占到80%，而夜間正是草原上風(fēng)力最大、最穩(wěn)定的黃金時刻，大唐電力集團公司規(guī)劃部門表示電網(wǎng)擴建跟不上風(fēng)電發(fā)展，甘肅西部和內(nèi)蒙東部一些風(fēng)電場不得不時處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)。

第二個難以破解的問題是風(fēng)電成本。大型風(fēng)電場的投資動輒幾十億，幾百上千億元，加上又要建設(shè)智能特高壓電網(wǎng)，其投入與產(chǎn)出都不成比例。盡管有國家政策性的上網(wǎng)電價補貼，但長久下去不易維系。

另一渠道是出賣碳減排量，因大型風(fēng)電場大多建設(shè)在經(jīng)濟不發(fā)達(dá)的戈壁、沙漠或大草原上，按照聯(lián)合國碳交易規(guī)則其收益和兌現(xiàn)不是補償其投入的份額范圍，為此國家發(fā)改委接受一些行業(yè)資深人士建議，新能源產(chǎn)業(yè)不能憑空發(fā)展，需要聯(lián)系傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，才能帶來切實可觀的經(jīng)濟效益。因此，新能源產(chǎn)業(yè)的振興措施尚在進(jìn)一步研討修訂之中。

2.1：對于大型風(fēng)電場生產(chǎn)的電力綜合利用問題，早就引起甘肅省老科協(xié)的老專家和專業(yè)工程技術(shù)人員的關(guān)注。通過對酒泉風(fēng)電場的實地考察，反復(fù)的調(diào)研論證，我們認(rèn)為，發(fā)展風(fēng)電是防止地球持續(xù)變暖、減碳限排大力推廣綠色清潔能源的必由之路，目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)僅僅是個開始，甘肅酒泉的風(fēng)能儲量應(yīng)該快速大力的進(jìn)行開發(fā)，應(yīng)該為國家的經(jīng)濟建設(shè)提供大規(guī)模的綠色能源。

但在風(fēng)電利用方式，或者是模式上不能只走并網(wǎng)這一條路，應(yīng)該大力開發(fā)除并網(wǎng)之外的風(fēng)電能源多種利用的模式，并且應(yīng)該考慮市場對清潔能源（包括多種能源產(chǎn)品）之急需的綜合利用之道。

這里提出“利用風(fēng)電進(jìn)行電解水制氫氣、氧氣，立即、快速、直接產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益”的方案，探索為甘肅循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)新的一個新的模式和新的產(chǎn)業(yè)群的崛起做一膚淺的介紹。

2.2：風(fēng)電制氫——率先創(chuàng)新氫能源新時代。

毋庸置疑，現(xiàn)在的大型風(fēng)電場直接并網(wǎng)的方式因為缺少一個大型的“儲能、調(diào)控”環(huán)節(jié)，不穩(wěn)定的風(fēng)電是電網(wǎng)不歡迎和不愿意接受的。

那么加上一個這樣的系統(tǒng)如何呢？好像也不現(xiàn)實，實用技術(shù)方面有“抽水蓄能”方式，這是一個成熟的技術(shù)方案，但是受特定的條件限制，首先要有大量的水源，還要有合適的地形高差，才能夠?qū)崿F(xiàn)利用水流的落差能量進(jìn)行調(diào)控發(fā)電，從而得到穩(wěn)定的可控制的電能，從規(guī)模上看也是差距太大。如劉家峽水電站十分巨大的水壩和5臺水輪發(fā)電機組，其總設(shè)計發(fā)電量也就是130萬千瓦，實際上平均發(fā)電量不足100萬千瓦，假設(shè)要將1千萬千瓦的電能進(jìn)行這樣的抽水儲能，那就要搞十個劉家峽水電站和儲能水庫，是現(xiàn)有劉家峽水電站的十倍規(guī)模的上、下水庫和10倍的發(fā)電機組才能夠滿足需要，大概的想一想就知道，這幾乎是不可能的事。

拿現(xiàn)在已經(jīng)規(guī)劃和建設(shè)中的三個國內(nèi)最大的“千萬千瓦級風(fēng)電場”來說，都是在極度缺水的地區(qū)（一個在甘肅酒泉兩個在內(nèi)蒙），平坦的地形（風(fēng)能資源好的地方都是平坦的地形、地貌），也沒有落差高的地形環(huán)境，所以不能應(yīng)用“抽水儲能”方式調(diào)控風(fēng)電，我們認(rèn)為“抽水儲能”方式調(diào)控風(fēng)電只能夠小規(guī)模的、在特殊的有條件的地區(qū)才行。

使用蓄電池怎樣呢？鉛酸電池肯定不行，沒有這么大的功率容量，并且價格特別貴，大量的使用還有鉛污染問題：鎳氫電池與鋰離子電池受限于這兩種元素的數(shù)量限制（全球的儲量也是不多的）和特別昂貴的價格的限制，也不能夠采用；最近還有全釩氧化還原液流電池在研發(fā)中，但是多次還原過程中的離子膜污染問題也一直沒有很好解決，要達(dá)到實用的程度還要相當(dāng)長的時間，商業(yè)化的應(yīng)用究竟會不會影響到環(huán)境還是未知數(shù)。

其它的儲能方式，如壓縮空氣儲能；飛輪儲能等等都因為效率太低、容量太小，也是不能使用的。

2.3：其實轉(zhuǎn)變思路，利用風(fēng)電進(jìn)行大規(guī)模制氫，走“氫能源”方式，不一定非走“風(fēng)電上網(wǎng)”這一條路，問題即可迎刃而解，通過我們的分析和計算，可以發(fā)現(xiàn)在“并網(wǎng)方式疑無路時，更有柳暗花明又一村”的美好前景。

人類使用能源方式除了碳能源的方式即現(xiàn)在大量使用的化石能源方式外還有氫能源方式，這是一種最干凈的，可以循環(huán)的可大規(guī)模利用的能源方式。將水進(jìn)行電解就可以得到氫和氧兩種氣體，一公斤水完全電解后可以得到1立方米氫氣和0.45立方米氧氣還有0.03公斤的固體物（拿海水來說固體物就是海鹽）。

這種技術(shù)是很成熟的技術(shù)，以前總認(rèn)為需要消耗大量的電力，以前的技術(shù)水平是要消耗5度電才能夠電解出1立方米氫氣，最近的報道有電解產(chǎn)氫氣一立方米只需要2.51度電能的新技術(shù)問世，繼續(xù)進(jìn)行電解技術(shù)研發(fā)，還可以降低耗電量。

如果我們改變思維，利用大規(guī)模的風(fēng)電進(jìn)行大規(guī)模的電解水制氫，會得到大量的最干凈的能源——氫氣和氧氣。

有了風(fēng)電制氫產(chǎn)生的這些氫氣能源（數(shù)量巨大），我們就能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的能量儲存（指儲存氫氣和氧氣），既可以解決現(xiàn)在模式的風(fēng)電并網(wǎng)難題（利用氫氣能源替代傳統(tǒng)的煤炭能源發(fā)電并網(wǎng)或者是使用燃?xì)廨啓C發(fā)電并網(wǎng)），又能夠直接利用將氫能源利用在其它許多方面，如工業(yè)上的煉鎢和煉鉬都需要大量的氫氣，移動的交通工具（汽車、火車、輪船甚至飛機都可以使用氫氣能源，生活中的炊事、取暖等都能夠使用。

地球上有70%的面積是水，作為一種能量的轉(zhuǎn)換物質(zhì)（載體），可以說是取之不盡、用之不竭也是目前所知最廉價的物質(zhì)，風(fēng)電在這里只是起到了一種能量的轉(zhuǎn)換作用，還是可以循環(huán)往復(fù)利用的綠色能源。

將巨大的風(fēng)能資源，通過風(fēng)力發(fā)電→電解水→制氫制氧→氫氣能源→發(fā)電、制熱、炊事、取暖、交通工具使用等過程后又變成了水，這些水返回到大自然的水系統(tǒng)循環(huán)中為下一次的能量轉(zhuǎn)換循環(huán)中再利用

電解水制氫的同時還可以得到大量的氧氣，這也是生產(chǎn)和生活中必不可少的一種寶貴資源，煉鋼時就需要大量的氧氣、金屬加工中的切割、焊接等方面都需要大量的氧氣，氧氣在醫(yī)療方面已經(jīng)越來越使用的廣泛，而電解水產(chǎn)生的氧氣（含氫氣）是質(zhì)量最高的。

2.4：經(jīng)濟效益分析

氫氣燃燒熱值很高，除核燃料外，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142351kJ/kg（32352大卡/kg），是汽油發(fā)熱值的3倍。

氫氣的比重小，純氫的密度僅為空氣的1/14，為0.0899g/L。

1立方米（合1000升）氫氣重89.9g，熱值為12797.355kJ(2956大卡)。

1公斤水電解后不但可以得到1立方米的氫氣并且還可以得到0.45立方米的氧氣和0.03公斤的固體物。

拿千萬千瓦級風(fēng)電場來說，1小時就是1千萬度電（按設(shè)計指標(biāo)計算），用2.5度電能產(chǎn)生1立方米氫氣，就可以得到4百萬立方米氫氣。

1000萬度電/2.5度=400萬立方米氫氣。

1立方米氫氣的熱值是2956大卡，標(biāo)煤的熱值是7000大卡，大約2.36立方米氫氣的熱值相當(dāng)于1公斤標(biāo)煤的熱值。

7000大卡/2956大卡=2.36（倍）

拿400萬立方米氫氣除2.36得1694915.2公斤標(biāo)煤（我國是按煤當(dāng)量“標(biāo)煤”計算熱值的），大約相當(dāng)于1700噸標(biāo)煤的熱值能量。

市場上的優(yōu)質(zhì)煤炭熱值一般是5500大卡計算。

5500大卡/2956大卡=1.86（倍）。

400萬立方米氫氣/1.86=2750537.6公斤。大約相當(dāng)于2750噸普通優(yōu)質(zhì)煤炭。

即相當(dāng)于2750噸優(yōu)質(zhì)煤炭的能量，也就是說“千萬千瓦級的風(fēng)電場”1小時所發(fā)出的電力進(jìn)行風(fēng)電制氫模式，就能夠產(chǎn)生近3000噸優(yōu)質(zhì)煤炭的熱值能量，1天24小時就能夠產(chǎn)生：

3000噸X24小時=72000噸優(yōu)質(zhì)煤炭的能量。

相當(dāng)于72000噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值能量的氫氣能量，不可否認(rèn)，風(fēng)電因為時大時小，時有時無，不能按每天的全部時間計算，這里只按每天1/3的實際使用時間計算，每天也有24000噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值的氫氣能量，一年就是8760000噸優(yōu)質(zhì)煤炭能量（2萬4千噸乘以365天），即相當(dāng)于876萬噸優(yōu)質(zhì)煤炭能量。

這些氫能源是能夠儲存的，可以在需要的時候用來替代傳統(tǒng)的煤炭進(jìn)行發(fā)電（最成熟的技術(shù)），產(chǎn)生的電力在電網(wǎng)高峰需要時大量的并入電網(wǎng)（這是高質(zhì)量的特別平穩(wěn)、可調(diào)、可控的電流，是電網(wǎng)十分歡迎和笑納的高質(zhì)量電能），得到良好的經(jīng)濟效益，又可以在電網(wǎng)低谷時脫離電網(wǎng)，將氫氣給大量的使用氫能源的汽車、火車、飛機、輪船等移動交通工具加氫氣能源，立馬就變成實實在在的真金白銀收入，或者是通過管道方式輸送到城市、居民點，提供給千千萬萬的家庭生活使用，更可以源源不斷的供應(yīng)煉鋼、煉鎢、煉鉬、醫(yī)療或者是軍工企業(yè)使用。

電解制氫的同時除產(chǎn)生單項的純氫氣外，還有純氧氣產(chǎn)生（電解水方式產(chǎn)生的是純氫氣和純氧氣，是質(zhì)量最高的），每產(chǎn)生1立方米氫氣，同時就可以產(chǎn)生0.45立方米氧氣，在產(chǎn)生400萬立方米氫氣的同時還產(chǎn)生160萬立方米的氧氣。

400萬立方米X0.45=160萬立方米。

這些氧氣是也是可以直接賣的商品，大量的機械加工企業(yè)的鋼鐵切割和有色金屬的焊接就需要大量的氧氣，其它在醫(yī)療衛(wèi)生、化工還原、污水處理方面都需要大量的氧氣，即便是在“高效燃料電池”（指非傳統(tǒng)的利用純氫、純氧工作的燃料電池）工作時也需要大量的氧氣。

此外，在電解水時還可以回收大量的熱能，這是因為電解的過程中，會有一部分能量變成熱能，這些熱量可以通過熱交換器置換出來，既提高了電解的效率，又得到數(shù)量很大的熱能，冬季可以取暖、供魚池加溫等，夏季可以為洗浴提供熱能等，用途是十分廣泛的，總之是一種很有價值的能源，也是風(fēng)電制氫、制氧同時的副產(chǎn)品，有實在而直接的經(jīng)濟效益。

電解水制氫的過程中也是對水的濃縮過程，拿海水來說，其含鹽量是3%，1公斤海水中含鹽30克，每小時制氫4百萬方米時需要消耗海水約4百萬公斤合4000噸海水，每噸海水中含鹽300公斤，就算是只提煉出來一半，也是150公斤，4000噸乘以150公斤等于60萬公斤=600噸（1小時的產(chǎn)量）按1/3計算也有200噸的純鹽，這又是一種伴隨著制氫過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，都是利用風(fēng)電產(chǎn)生的，有實際價值的產(chǎn)品。

所以說風(fēng)電制氫并不是僅僅提供一種能源，而是不但提供了大量的氫能源，還提供和產(chǎn)出多種有直接經(jīng)濟效益的產(chǎn)品和大幅度的降低了風(fēng)力發(fā)電機組的制造成本，這樣計算經(jīng)濟效益才比較客觀，所以從這種模式的經(jīng)濟效益方面分析并不是大賠錢的生意，而是有很好的經(jīng)濟效益和很好的環(huán)保效益的好模式。

2.5：單臺風(fēng)力發(fā)電機組的效益分析（1000千瓦機組標(biāo)準(zhǔn)）

我們再來看看單臺風(fēng)力發(fā)電機組的情況，實際上風(fēng)電機組的投入就是風(fēng)力發(fā)電機組制作成本，只要豎起塔架，安裝好風(fēng)機就可以收集風(fēng)中的能量，將其轉(zhuǎn)化為源源不斷的電力，在平均20年的設(shè)備折舊的成本分?jǐn)傊?，每度電的價格是極低的，下面試分析1000千瓦的風(fēng)力發(fā)電機的度電成本：

假設(shè)：1000千瓦機組成本是300萬元（制氫專用機組，并非并網(wǎng)機組，見《風(fēng)電制氫—率先創(chuàng)新氫能源時代》一文中的介紹）。

20年分?jǐn)?00萬元，為每年15萬元，每月為1.25萬元（15/12個月）。

而其發(fā)電量每小時1000度（按滿發(fā)計算）每天就是：

24小時×1000千瓦=24000度電。

30天（1個月）×24000度電=720000度電。

用720000度電除以1.25萬元；

720000度電/12500元=57.6度電/元。

即1元錢可以生產(chǎn)出57.6度電！

實際上風(fēng)力發(fā)電機不可能天天在轉(zhuǎn)而且風(fēng)能又是時大時小的，保守的計算只能是每月只有1/3的時間在正常工作，那也是1元錢可以生產(chǎn)出19.2度電（57.6/3=19.2）。

一元線的投入可以產(chǎn)生出19.2度電，那么每度電價格僅：

100分錢/19.2度電=5.2分錢/度電。

每度電僅為：5.2分錢！

通過計算我們可以知道，風(fēng)電確實是最便宜的電能！

當(dāng)然還得加上氫氣的電解設(shè)備、存儲設(shè)備、灌裝設(shè)備等，每立方米的氫氣制造成本怎么也不會超過3角錢（按3度電生產(chǎn)出一立方米氫氣，只有15.6分錢）。

那么利用這樣便宜的電能進(jìn)行氫氣的生產(chǎn)，不用多說任何人都知道是“一本萬利”的事，況且風(fēng)能又是“取之不盡用之不竭”的，更不必?fù)?dān)心枯竭問題，良好的環(huán)保效益更是“節(jié)能減排”的最好方式。