我國海上風(fēng)電無(wú)淡化海水直接電解制氫海試成功

可再生能源海水無(wú)淡化原位直接電解制氫平臺。受訪(fǎng)者供圖

近日，全球首個(gè)海上風(fēng)電無(wú)淡化海水原位直接電解制氫原理技術(shù)裝備在福建海試成功。該裝備由深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團隊與東方電氣集團聯(lián)合打造，在3級~8級大風(fēng)、0.3米~0.9米海浪強干擾的真實(shí)海洋環(huán)境下，連續穩定運行超過(guò)240小時(shí)，驗證了由我國科學(xué)家原創(chuàng )的海水無(wú)淡化原位直接電解制氫原理與技術(shù)的可靠性。

海水制氫是一種理想的制氫方式，目前有海水直接制氫和間接制氫兩條不同的技術(shù)路線(xiàn)。其中，間接制氫本質(zhì)上是海水淡化后制氫，工藝流程復雜、成本較高;而直接制氫技術(shù)則自提出以來(lái)，半個(gè)世紀未有突破性進(jìn)展。

2022年11月30日，謝和平團隊在《自然》發(fā)表研究，開(kāi)創(chuàng )了海水原位直接電解制氫的全新原理與技術(shù)，實(shí)現了無(wú)淡化過(guò)程、無(wú)副反應、無(wú)額外能耗的規?；咝е茪?，獲評2022年中國十大科學(xué)進(jìn)展新聞。

隨后，東方電氣集團與謝和平團隊聯(lián)合研制了漂浮式海上制氫平臺和供電系統。本次海試是基于三套原理樣機并聯(lián)建立的設計值為每小時(shí)1.2標準立方米制氫規模的裝備系統，自2023年5月17日至26日于福清市興化灣海域對接海上風(fēng)電連續穩定運行10天。第三方技術(shù)檢測機構數據表明，本次海試制氫氣規模達每小時(shí)1.3標準立方米，超出設計值;電解能耗為每標準立方米氫氣5度電;運行10天后海水雜質(zhì)離子阻隔率仍然高達99.99%以上，與純凈水直接電解制氫效果相當，制氫純度達到99.9%~99.99%，穩定性良好。

按照海上風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)0.2元/度~0.3元/度計算，該技術(shù)成本為每公斤氫氣11.2元~16.8元，略高于煤制氫成本(9元~12元)，明顯低于天然氣制氫成本(20元~24元)，更為綠色、環(huán)保、可持續。未來(lái)，隨著(zhù)海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展和上網(wǎng)電價(jià)下降，這一成本有望繼續降低。

謝和平表示，此次海試為未來(lái)實(shí)現并聯(lián)式大規模海水直接制氫提供了技術(shù)驗證，有望形成無(wú)淡化、無(wú)額外催化劑工程、無(wú)海水輸運、無(wú)污染處理的原位海水直接電解制氫全新模式。