东方电气与谢和平院士团队在海水无淡化直接电解制氢领域的突破,是全球绿氢技术发展的里程碑式进展。这一成果不仅解决了传统绿氢制备依赖淡水和储运成本高的核心痛点,更通过分体结构设计、高效电极材料和全链条自主研发体系的创新,为深远海可再生能源规模化利用开辟了全新路径。 一、技术突破的核心亮点 颠覆性的分体结构设计 新型设备采用高集成度模块化设计,将电解槽、气液分离、智能监控等功能单元独立优化,显著提升系统稳定性与可维护性。通过相变迁移驱动原理,海水无需预处理即可实现无能耗传质,巧妙避开氯离子腐蚀与钙镁沉积问题,电极寿命较传统技术延长3倍以上。在福建兴化湾的极端海况下,110标方/小时设备连续运行超1000小时,氢气纯度稳定在99.9%以上,并获得中国船级社(CCS)原则性批准证书。 能效与成本的双重跨越 该技术直流电耗降至4.6-4.9千瓦时/标准立方米,较传统淡化路线降低20%-30%,且贵金属催化剂用量减少42%。在海上风电电价0.25元/千瓦时场景下,全口径制氢成本已探至13.2元/公斤,首次追平煤制氢+CCUS区间。更具潜力的是,设备可同步联产盐度低于5ppm的高品质淡水(成本仅2元/吨)和浓海水化工原料,形成“氢-水-盐”资源循环模式[__LINK_ICON]。 快速迭代的工程化能力 从2023年1.2标方/小时的全球首次海上风电耦合海试,到2024年10标方/小时样机,再到2025年110标方/小时规模化设备,团队在16个月内实现百倍级规模放大,验证了技术的工程可行性。目前,团队已构建覆盖“理论-技术-工程”的全链条自主知识产权体系,累计申请相关专利超80项,形成国际领先的专利壁垒。 二、产业变革的战略价值 破解深远海能源开发困局 全球海上风电装机量快速增长,但弃风率高达15%以上,且远距离输电成本占比超40%。该技术可将海上风电就地转化为氢能,形成“风电-绿电-绿氢”闭环,既解决并网难题,又通过液氢或管道运输实现能源跨区域调配。以福建平潭10MW级示范项目为例,预计年处理海水800万吨,产氢19.2万立方米,等效减少二氧化碳排放170吨[__LINK_ICON]。 重构沿海工业能源体系 沿海钢铁、石化等行业每年排放数亿吨低品位余热,传统工艺难以利用。东方电气设备通过热耦合技术,可将70℃余热用于海水筛分,电能利用率提升20%以上[__LINK_ICON]。中石化青岛工厂化海水制氢项目已实现20标方/小时产能,所产氢气直接并入炼化管网,推动高耗能产业向零碳转型[__LINK_ICON]。 抢占全球氢能技术制高点 相较于日本东京工业大学需依赖离子交换膜预处理的10千瓦级装置(能耗5.8千瓦时/立方米)和美国斯坦福大学低效光催化技术(转化效率0.8%),东方电气技术在规模、能耗、成本等核心指标上全面领先。其110标方/小时设备功率是国际同类产品的10倍以上,且实现100%国产化率,彻底摆脱对国外高端材料的依赖。 三、商业化路径与挑战 规模化应用时间表 团队计划2026年底前建成10MW级福建平潭示范项目,并同步推进500千瓦级装置量产,目标2030年形成GW级产业规模。新疆、山东等省份已出台政策支持海上风电耦合制氢,例如新疆对风光氢一体化项目给予设备投资10%-15%的补贴,并优先配置上网资源[__LINK_ICON]。 技术迭代与成本优化 下一代电极材料研发已取得突破,通过非铱催化路线可将贵金属用量降至0.1mg/cm²以下,预计2026年量产时成本再降30%。同时,设备设计向可移动、抗台风方向升级,计划适配浮式风电平台,实现深远海能源“即发即制”[__LINK_ICON]。 产业链协同与标准制定 东方电气正联合产业链上下游企业,构建“膜电极-双极板-储运装备”全链条生态。例如,与国瓷材料合作开发耐腐蚀涂层,与中材节能共建余热回收系统。其主导的《海水直接电解制氢技术规范》已进入征求意见阶段,未来有望成为国际标准。 四、全球能源转型的中国方案 这一突破不仅是技术成果,更是海洋能源主权争夺的关键落子。中国拥有全球48%的海上风电装机,若全部用于制氢,每年可替代原油1000万吨[__LINK_ICON]。随着“西氢东送”管道网络规划推进,东方电气的技术将推动绿氢从“沿海示范”走向“全国普及”,并通过“一带一路”向东南亚、中东等地区输出“氢能基建+运维服务”整体解决方案。 在碳中和目标下,海水直接电解制氢技术正改写全球能源版图。东方电气与谢和平院士团队的创新,不仅为中国赢得了绿氢产业的先发优势,更向世界证明了“向大海要能源”的可行性。这一技术的规模化落地,或将开启人类利用海洋资源的新纪元。
东方电气与谢和平院士团队在海水无淡化直接电解制氢领域的突破,是全球绿氢技术发展的
天佑的世界
2025-12-28 22:18:53
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