基于摩洛哥海岸离岸风能潜力的绿氢生产场景建模

本研究针对全球气候变暖与化石能源危机，创新性地评估了摩洛哥海岸离岸风能驱动绿氢生产的技术潜力。通过整合ERA5风场数据（100 m高度）、四种风机（3–8 MW）功率曲线及电解槽效率，发现南部海岸年均风速>11 m/s、容量因子超40%区域可实现700 tH2/年产量。结合CMIP6气候情景（SSP 2.6/4.5/8.5）预测，证实风能资源将持续增强，为北非绿氢战略提供科学依据。

　　

在全球气候变暖与能源转型的双重压力下，绿氢（Green Hydrogen）作为零碳能源载体成为国际焦点。然而，其大规模生产依赖可再生能源的稳定性，而风能资源丰富的沿海地区尚未充分开发。摩洛哥凭借大西洋沿岸优越的风力条件（年均风速最高达11 m/s）和毗邻欧洲的地理优势，被视作北非绿氢生产的战略要地。但此前研究多聚焦陆上风能或太阳能，离岸风能-氢能联产的系统评估仍属空白。

研究人员利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5再分析数据（1981–2020年），首次对摩洛哥海岸离岸风能驱动绿氢的潜力展开多维度研究。通过耦合四种风机（3–8 MW）功率曲线与电解槽效率模型，量化历史时期氢产量；结合CMIP6的SSP 2.6/4.5/8.5情景预测2041–2100年风能演变；采用风剪切系数（wind shear coefficient）校正垂直外推误差。

数据与方法
研究采用ERA5 100 m高度风场数据，结合风机功率曲线（Vestas V164-8.0 MW等）与电解槽效率（60–70%），计算氢产量；通过韦布尔分布拟合风速概率，评估容量因子（Capacity Factor）；基于SSP情景分析气候变化敏感性。

离岸风能评估
南部大西洋海岸表现突出：Dakhla区域年均风速达9.5 m/s（100 m高度），容量因子超40%，年等效满发小时数>3500 h。风剪切分析显示，80–120 m高度风速梯度显著影响产量估算，需针对性优化风机塔架设计。

气候情景影响
SSP 8.5情景下，2081–2100年南部海岸风速增幅达8%，氢产量提升至750 tH₂/年；SSP 2.6则显示局部海域出现风速下降，凸显区域差异化适应策略的必要性。

讨论与结论
该研究证实摩洛哥南部海岸可成为绿氢生产核心区，单台8 MW风机年产量相当于减排CO₂ 5万吨。通过港口基础设施（如丹吉尔港）出口液氢或氨（NH₃），摩洛哥有望成为欧洲绿氢供应链关键节点。研究为《摩洛哥国家氢能战略（2021）》提出的2050年400万吨年产量目标提供了技术路线图，其"风-氢-氨"一体化模式对发展中国家具有示范意义。

论文发表于《International Journal of Hydrogen Energy》，其创新性在于首次将历史观测、风机工程参数与气候预测融合评估，为离岸能源开发提供了兼顾短期可行性与长期气候韧性的分析框架。