突破！首次應用于工業(yè)廢水制氫領(lǐng)域！東方電氣海水制氫產(chǎn)業(yè)化新進(jìn)展
2024-05-29
近日，東方電氣（福建）創(chuàng )新研究院有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“東福研究院”）團隊在內蒙古鄂爾多斯圓滿(mǎn)完成中石油長(cháng)慶油田氣田采出水無(wú)純化電解制氫現場(chǎng)試驗。
試驗期間，示范樣機氫氣產(chǎn)量達到額定值，現場(chǎng)測量顯示氫氣純度達到99.999％。
海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)
首次應用于工業(yè)廢水制氫領(lǐng)域
“氣田采出水無(wú)純化電解制氫現場(chǎng)試驗”項目階段性現場(chǎng)試驗由東福研究院與中國石油長(cháng)慶油田油氣工藝研究院聯(lián)合開(kāi)展。該項目采用海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)，是該技術(shù)首次應用于工業(yè)廢水制氫領(lǐng)域。
該項目為未來(lái)探索將海水直接制氫技術(shù)拓展到節能環(huán)保領(lǐng)域，為石化廢水、煉鋼廢水等工業(yè)廢水制氫提供路線(xiàn)參考。[相關(guān)閱讀：海水制氫技術(shù)“牽手”我國最大油氣田，長(cháng)慶油田布局電解制氫]
根據此前報道，海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)成果由謝和平院士團隊于2022年11月30日在Nature正刊發(fā)表，被評為2022年中國科學(xué)十大進(jìn)展之一。
2022年12月16日，東方電氣股份有限公司、東方電氣（福建）創(chuàng )新研究院有限公司與四川大學(xué)/深圳大學(xué)謝和平院士團隊在深圳簽署“海水無(wú)淡化原位直接電解制氫原創(chuàng )技術(shù)中試和產(chǎn)業(yè)化推廣應用”的四方合作協(xié)議。正式開(kāi)展該項技術(shù)聯(lián)合創(chuàng )新，并由東方電氣集團負責成果轉化和產(chǎn)業(yè)化。
2023年6月2日，經(jīng)中國工程院專(zhuān)家組現場(chǎng)考察后確認，由東方電氣集團與深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團隊聯(lián)合開(kāi)展的全球首次海上風(fēng)電無(wú)淡化海水原位直接電解制氫技術(shù)海上中試在福建興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)獲得成功。[相關(guān)閱讀：全球首次！謝和平院士團隊海上風(fēng)電海水直接電解制氫技術(shù)海上中試成功]
此次海試的成功，標志著(zhù)東方電氣集團堅持以高水平科技自立自強為目標，著(zhù)力構建融合式開(kāi)放式創(chuàng )新體系，全力打造原創(chuàng )技術(shù)策源地取得重要成果和積極進(jìn)展，奮力把科技的命脈牢牢掌握在自己手中。
當前，研發(fā)團隊正在開(kāi)展100Nm3 H2/h規?；b備及系統研制，并積極推進(jìn)項目示范。
海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)
應用前景廣闊
東方電氣官微表示，海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)擁有廣闊的應用前景。
首先，海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)可與深遠海的海上風(fēng)電、海上光伏、石油鉆井平臺等結合，實(shí)現深遠海風(fēng)電等綠色電力就地消納，實(shí)現綠氫生產(chǎn)、儲存和供應，解決深遠海風(fēng)電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(jìn)一步就地轉化生產(chǎn)綠氨、綠色甲醇等高附加值化工產(chǎn)品，加快推進(jìn)海洋可再生能源的綜合開(kāi)發(fā)和利用。
其次，在內陸地區，海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)可用于石化領(lǐng)域氣田采出水/油田采出水、火電廠(chǎng)脫硫廢水等工業(yè)廢水制氫，以及城市內的生活污水制氫，有效降低水處理成本，實(shí)現產(chǎn)氫增值，為綠色節能環(huán)保和可持續發(fā)展貢獻力量。
此外，針對西北地區風(fēng)光資源豐富但水資源匱乏的現狀，該技術(shù)可以充分利用當地生活生產(chǎn)廢水、苦咸水、鹽湖水等制氫，切實(shí)解決清潔能源消納和利用問(wèn)題，促進(jìn)經(jīng)濟和社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展。
目前，東福研究院提出“風(fēng)氫聯(lián)營(yíng)，以風(fēng)育氫，以氫消電，綠氫入化”創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)化模式，并與集團公司所屬東方重機攜手推動(dòng)自來(lái)水制氫加氫一體化站建設。
隨著(zhù)國內外市場(chǎng)需求的不斷增長(cháng)，項目成果有望在更多領(lǐng)域得到廣泛應用，在引領(lǐng)發(fā)展戰新產(chǎn)業(yè)、加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力上做出更大貢獻。
央企大力進(jìn)軍海水制氫
據全球氫能不完全統計，當前，除了東方電氣，中石化、中海油、國家能源集團等其他央企也在進(jìn)軍海水制氫，推動(dòng)海水制氫產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
1中石化
2023年9月，大連中石化物資裝備有限公司中國石化氫能重點(diǎn)實(shí)驗室發(fā)布招標公告，計劃采購1套10m³/h海水直接電解制氫實(shí)驗裝置。該項目中標企業(yè)為撫順正陽(yáng)石化設備制造有限公司。
2024年3月14日，中石化銷(xiāo)研院前往天津石化研究院調研“海水直接電解制氫技術(shù)”項目。天津石化詳細講解了項目的選題背景、技術(shù)攻關(guān)、合作團隊和技術(shù)展望等內容，表示該項目目前已完成實(shí)驗室小試，計劃在近期開(kāi)展中試。天津石化具有東臨靠海的地理位置優(yōu)勢，推動(dòng)海水制氫，能有效帶動(dòng)綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
2中石油
2023年10月，東福院與中國石油長(cháng)慶油田分公司簽署項目合作協(xié)議，將無(wú)淡化海水原位直接電解制氫技術(shù)應用于長(cháng)慶油田。這是該技術(shù)在海上中試成功后，首次應用于工業(yè)廢水制氫領(lǐng)域。項目未來(lái)探索將海水制氫技術(shù)拓展到節能環(huán)保領(lǐng)域，為石化廢水、煉鋼廢水等工業(yè)廢水制氫提供路線(xiàn)參考。
3中海油
2022年4月13日，中國海油正式成立中海石油（中國）有限公司北京新能源分公司，新能源分公司的主要業(yè)務(wù)為開(kāi)展海陸風(fēng)光發(fā)電、加大CCUS科技攻關(guān)、探索培育氫能等。依托海洋資源，探索海上風(fēng)電制氫及儲運一體化等差異化氫能綜合技術(shù)，推進(jìn)油氣產(chǎn)業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)一體化協(xié)同發(fā)展。
2024年3月，據西南石油大學(xué)發(fā)布消息，由深圳清華大學(xué)研究院與西南石油大學(xué)、中國海油、航天科工、北京化工大學(xué)、中科院寧波材料研究所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等多家單位共同申報的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項項目“兆瓦級抗波動(dòng)直接電解海水制氫關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備集成應用”獲得科技部立項。這是科技部立項的第一個(gè)直接電解海水制氫共性技術(shù)類(lèi)項目，對推動(dòng)我國海上新能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng )新具有重大意義。
4國家能源集團
2023年8月，國家能源集團海南電力發(fā)布《海南公司樂(lè )東公司電解海水制氫中試階段平臺建設及工藝研發(fā)項目技術(shù)開(kāi)發(fā)項目競爭性談判結果公告》，項目中標供應商為海南大學(xué)。后期，雙方將聯(lián)合開(kāi)展電解海水制氫中試階段平臺建設及工藝研發(fā)科技項目。
2024年3月，中國船級社（CCS）為國家能源集團氫能科技有限責任公司及煙臺中集來(lái)福士海洋工程有限公司等聯(lián)合研發(fā)的“一站式海上綠色氫醇氨生產(chǎn)作業(yè)系統”頒發(fā)了原則性認可（AIP）證書(shū)。該系統搭載H206半潛式海上平臺，建成1.5兆瓦海上光伏，開(kāi)展離網(wǎng)型光伏電解制氫（包括PEM電解制氫、堿性電解制氫、海水直接電解制氫）、高壓儲氫、綠色甲醇與綠氨合成、離網(wǎng)系統控制等關(guān)鍵技術(shù)研究，打通海上綠氫制備耦合下游氫基化工的一體化工藝流程。
2024年4月，國家能源集團國華投資氫能公司與煙臺中集來(lái)福士，在中集海洋工程研究院舉行了海洋氫能制、儲、輸、用全鏈條及海上新能源制氫與綜合利用研究的海洋綠氫合成氨醇一體化成套設備合同的簽約儀式。
事實(shí)上，海水制氫產(chǎn)業(yè)輻射能力強、帶動(dòng)面廣，在技術(shù)、裝備上都走在能源產(chǎn)業(yè)前沿，在引領(lǐng)新一輪的綠色能源變革的同時(shí)，還將橫向聯(lián)動(dòng)、縱向拉動(dòng)海水淡化、海上清潔能源、海上氫能新基建等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開(kāi)拓新需求、新空間。比如，按照電解1噸水會(huì )獲得111千克氫氣反算，對海水淡化需求可達225.23萬(wàn)噸。根據海水淡化成本5元每噸來(lái)計算，到2025年海水制氫將拉動(dòng)海水淡化工程約1126.13萬(wàn)元的產(chǎn)值。
國際能源署預測到2050年全球氫年需求量約近3億噸，到2070年達到5.2億噸。在氫能需求側龐大規模的拉動(dòng)下，加之技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化層面的不斷突破，海水制氫產(chǎn)業(yè)未來(lái)前景廣闊。
（文章來(lái)源于全球氫能、東方電氣、華夏能源網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展部、東福研究院）
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