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可再生能源电解水制绿氢,以及绿氢在发电、化工、钢铁和交通运输等领域的大规模应用是碳减排的重要路径。然而,全球淡水资源短缺将在未来严重制约电解水制氢发展。2050年全球氢产量将达5亿吨,如果全部以电解水制氢生产,需要45亿吨电解用纯水,制氢系统总水耗则更高。
亚化咨询《中国海水制氢技术与项目年度报告》数据显示,以海上风电和海上光伏绿电,进行海水淡化后电解制氢,或者直接电解海水制氢,是氢能发展的重要趋势。对于近海项目,海水制氢不仅可以节省水资源,而且可以充分利用丰富的近海风电和光伏绿电资源。对于深远海项目,海上制氢可以节省长距离海底电缆的巨大投资和远距离传输的电力损耗,更进一步地,可以直接发展海上绿氢制绿色甲醇和绿氨。
相比于传统的淡水制氢,海水制氢具有资源丰富的突出优势。但是,海水成分复杂,尤其是存在高浓度的氯离子,直接电解易产生催化电极寿命短、电解副反应激烈等问题。先进的材料体系是海水直接电解制氢高效、长周期稳定运行的关键。
2024年7月,谢和平院士团队与东方电气联合开展的10 Nm3/h海水无淡化直接电解制氢样机试运行顺利突破240小时。2024年9月,该技术110 Nm3/h海水直接制氢装备启动试验。此前的2023年5月,利用相变迁移驱动原理,谢和平院士团队与东方电气联合开展的全球首次海上风电海水无淡化原位直接电解制氢技术中试已取得成功。
2024年9月,国家能源集团氢能公司与中集来福士海洋工程有限公司合作的“海洋氢能制储输用全链条关键技术研究及示范验证项目”和“海上新能源制氢及综合利用研究项目”在中集来福士烟台基地开工。
2024年12月,中海油兆瓦级电解海水制氢装置试运行成功。该装置通过技术攻关,大幅降低了对原料水质的要求,让海水无须经过淡化处理即可进入电解系统,实现了电解海水制氢的低成本化和稳定长期运行。
2024年12月,我国首个工厂化海水制氢科研项目在中国石化青岛炼化建成。中国石化青岛炼化和大连石油化工研究院联合攻关,通过研发特制的关键设备和特殊工艺流程,成功攻克了耐氯电极技术、高性能极板设计以及海水循环系统等关键技术难题。
2025海水制氢与海上氨醇论坛将于2月26日在常州召开,会议将探讨海上风电/光伏、海水淡化和碱性/PEM/AEM制氢一体化技术、设备和示范项目,海水直接电解制氢-海水预处理、电解槽材料体系与长周期稳定运行,海水无淡化原位直接电解制氢技术与示范,海上制氢抗波动柔性控制技术,海上氢氨醇制储运技术,海上综合能源岛技术研发与实施方案等。
1. 全球海上风电和海上光伏技术与投资趋势
2. 深远海浮式风电示范项目和成本展望
3. 海上风电光伏、海水淡化和碱性/PEM/AEM制氢一体化设计
4. 海水淡化先进技术与关键设备
5. 海水直接电解制氢-海水的预处理方案探讨
6. 海水直接电解制氢-电极催化剂和电解液添加剂优化
7. 海水直接电解制氢-长周期稳定运行的挑战与解决思路
8. 海水无淡化原位直接电解制氢技术与示范进展
9. 海上制氢抗波动柔性控制技术与启停机工艺
10. 海底长距离输氢管道技术挑战与材料选型
11. 直接空气碳捕集(DAC)技术与成本展望
12. 海上制氢与DAC耦合制绿色甲醇
13. 一站式海上绿氢制绿氨系统设计
14. 海上绿色甲醇和绿氨直接供应航运燃料概念研究
15. 海上综合能源岛技术研发与实施方案
16. 服务于海上制氢的先进制氢电源技术