可再生能源海水無淡化原位直接電解制氫平臺“東福一號”，在真實海洋環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定運行240小時。郭雨婕/攝
近日，東方電氣集團與深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團隊合作，首次實現(xiàn)海上風(fēng)電與海水直接電解制氫一體化，在大海中利用海上風(fēng)電驅(qū)動海水制氫。這一技術(shù)的成功研發(fā)和應(yīng)用，將為我國海洋能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新的活力，推動綠色低碳經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)了解，該項目采用了先進的水電解制氫技術(shù)，通過將海上風(fēng)電產(chǎn)生的電能直接轉(zhuǎn)化為氫能，實現(xiàn)了海水的高效制氫。這種一體化的解決方案，不僅提高了海水制氫的效率，還降低了能耗和環(huán)境污染。此外，該項目還具有很大的潛力，可以為海上風(fēng)電場提供穩(wěn)定的、可再生的氫能供應(yīng)，進一步推動海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
節(jié)水與消納海上風(fēng)電同行
上述項目團隊的合作方——東方電氣(福建)創(chuàng)新研究院有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理劉泰生在接受《中國能源報》記者采訪時表示，項目取得了兩個突破：一是在3級至8級大風(fēng)、0.3米至0.9米海浪干擾下，平臺首次與海上風(fēng)電直接對接，連續(xù)穩(wěn)定運行240個小時，海水雜質(zhì)離子阻隔率高達99.99%以上，制氫純度達到99.9%至99.99%;二是研究團隊還完成了中石油長慶油氣田采出水無純化電解制氫現(xiàn)場試驗，期間，示范樣機氫氣產(chǎn)量達到額定值，現(xiàn)場測量顯示氫氣純度達到99.999%。
我國淡水資源相對短缺，如何解決可再生能源資源豐富和淡水資源短缺的矛盾?謝和平院士及其科研團隊以物理力學(xué)和電化學(xué)相結(jié)合的思路，開創(chuàng)了無淡化海水原位直接電解制氫技術(shù)，很好地解決了上述問題。
“不僅克服了淡水資源短缺的困難?！痹趧⑻┥磥?，“該技術(shù)的突破同時還解決了深遠海可再生能源消納的問題?！?/span>
經(jīng)測算，我國可開發(fā)的深遠海海上風(fēng)電資源可達20億千瓦。利用深遠海的可再生能源在海上制氫，然后再就地轉(zhuǎn)化為氨，使得可再生能源就地轉(zhuǎn)化為綠色原材料。“這將開啟海洋能源利用新賽道，也能切實解決深遠海風(fēng)力資源的消納問題。”劉泰生說。
有望實現(xiàn)“海陸并舉”
在劉泰生看來，海水無淡化原位直接電解制氫技術(shù)前景廣闊，未來有助于實現(xiàn)“海陸并舉”。
在海上，海水無淡化原位直接電解制氫技術(shù)可與海上風(fēng)電、光伏、石油鉆井平臺等結(jié)合，實現(xiàn)深遠海綠色電力就地消納，解決深遠海電力難以傳輸回陸地的難題，大幅降低風(fēng)電傳輸、消納成本和制氫成本，并進一步就地轉(zhuǎn)化生產(chǎn)綠氨、綠色甲醇等高附加值化工產(chǎn)品，加快推進海洋可再生能源的綜合開發(fā)和利用。
在陸上，海水無淡化原位直接電解制氫技術(shù)可用于油氣田采出水、火電廠脫硫廢水等工業(yè)廢水制氫，以及城市內(nèi)的生活污水制氫，不僅可有效降低水處理成本，實現(xiàn)產(chǎn)氫增值，還能為綠色節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。
“尤其是西北地區(qū)，風(fēng)光資源豐富但水資源匱乏，無法實現(xiàn)淡水制氫，而諸如居民生活廢水、苦咸水、鹽湖水等，都可以制氫?！眲⑻┥f，“這種技術(shù)可以充分利用當(dāng)?shù)厣钌a(chǎn)廢水等來制氫，切實解決清潔能源消納和利用問題?！?/span>
或成能源開發(fā)新路徑
那么，如何推動這項技術(shù)走出實驗室，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?目前而言，還需攻克一些難題。
“電解水制氫最大的成本來自于用電，如果電價下降到合適區(qū)間，綠電電解水制氫將比煤化工制氫更有優(yōu)勢，而且產(chǎn)出的還是綠氫。”劉泰生說?！敖ㄗh允許隔墻售電，讓電站多種經(jīng)營，在出售電力的同時，將富余電力用來制氫，這是消納可再生能源非常好的方式?！?/span>
據(jù)劉泰生介紹，東方電氣(福建)創(chuàng)新研究院有限公司在福建曾做過測算，根據(jù)目前的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價，若將電站的棄電用于制氫，制氫的成本可低至5元/公斤。
盡管目前還有諸多的困難，但是研究團隊仍然充滿信心。謝和平院士認為，通過將取之不盡的海水資源直接制氫，并結(jié)合海上風(fēng)電技術(shù)，將改變未來能源開發(fā)路徑。
東方電氣集團表示，將繼續(xù)加大對海洋新能源和氫能產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入，推動產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新和跨界融合，為實現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻?？傊?，這一海上風(fēng)電與海水直接電解制氫一體化項目的順利實現(xiàn)，不僅有助于推動中國海洋能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還將為全球新能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級提供有力支持。在未來，我們有理由相信，這一創(chuàng)新成果將為人類創(chuàng)造一個更加美好、綠色的能源未來。
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