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海水制氢有望开辟产业新赛道

我国淡水资源相对短缺,如何解决可再生能源资源丰富和淡水资源短缺的矛盾?近日,东方电气集团与深圳大学/四川大学谢和平院士团队合作,首次实现海上风电与海水直接电解制氢一体化,在大海中利用海上风电驱动海水制氢。

近日,东方电气集团与深圳大学/四川大学谢和平院士团队合作,首次实现海上风电与海水直接电解制氢一体化,在大海中利用海上风电驱动海水制氢。

节水与消纳海上风电同行

上述项目团队的合作方——东方电气(福建)创新研究院有限公司执行董事、总经理刘泰生在接受《中国能源报》记者采访时表示,项目取得了两个突破:一是在3级至8级大风、0.3米至0.9米海浪干扰下,平台首次与海上风电直接对接,连续稳定运行240个小时,海水杂质离子阻隔率高达99.99%以上,制氢纯度达到99.9%至99.99%;二是研究团队还完成了中石油长庆油气田采出水无纯化电解制氢现场试验,期间,示范样机氢气产量达到额定值,现场测量显示氢气纯度达到99.999%。我国淡水资源相对短缺,如何解决可再生能源资源丰富和淡水资源短缺的矛盾?谢和平院士及其科研团队以物理力学和电化学相结合的思路,开创了无淡化海水原位直接电解制氢技术,很好地解决了上述问题。“不仅克服了淡水资源短缺的困难。”在刘泰生看来,“该技术的突破同时还解决了深远海可再生能源消纳的问题。”经测算,我国可开发的深远海海上风电资源可达20亿千瓦。利用深远海的可再生能源在海上制氢,然后再就地转化为氨,使得可再生能源就地转化为绿色原材料。“这将开启海洋能源利用新赛道,也能切实解决深远海风力资源的消纳问题。”刘泰生说。

有望实现“海陆并举

在刘泰生看来,海水无淡化原位直接电解制氢技术前景广阔,未来有助于实现“海陆并举”。在海上,海水无淡化原位直接电解制氢技术可与海上风电、光伏、石油钻井平台等结合,实现深远海绿色电力就地消纳,解决深远海电力难以传输回陆地的难题,大幅降低风电传输、消纳成本和制氢成本,并进一步就地转化生产绿氨、绿色甲醇等高附加值化工产品,加快推进海洋可再生能源的综合开发和利用。在陆上,海水无淡化原位直接电解制氢技术可用于油气田采出水、火电厂脱硫废水等工业废水制氢,以及城市内的生活污水制氢,不仅可有效降低水处理成本,实现产氢增值,还能为绿色节能环保和可持续发展贡献力量。“尤其是西北地区,风光资源丰富但水资源匮乏,无法实现淡水制氢,而诸如居民生活废水、苦咸水、盐湖水等,都可以制氢。”刘泰生说,“这种技术可以充分利用当地生活生产废水等来制氢,切实解决清洁能源消纳和利用问题。”

或成能源开发新路径

那么,如何推动这项技术走出实验室,实现产业化发展?目前而言,还需攻克一些难题。“电解水制氢最大的成本来自于用电,如果电价下降到合适区间,绿电电解水制氢将比煤化工制氢更有优势,而且产出的还是绿氢。”刘泰生说。“建议允许隔墙售电,让电站多种经营,在出售电力的同时,将富余电力用来制氢,这是消纳可再生能源非常好的方式。”据刘泰生介绍,东方电气(福建)创新研究院有限公司在福建曾做过测算,根据目前的发电成本和上网电价,若将电站的弃电用于制氢,制氢的成本可低至5元/公斤。尽管目前还有诸多的困难,但是研究团队仍然充满信心。谢和平院士认为,通过将取之不尽的海水资源直接制氢,并结合海上风电技术,将改变未来能源开发路径。


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