突破！首次應用于工業廢水制氫領域！東方電氣海水制氫產業化新進展
2024-05-29
近日，東方電氣（福建）創新研究院有限公司（簡稱“東福研究院”）團隊在內蒙古鄂爾多斯圓滿完成中石油長慶油田氣田采出水無純化電解制氫現場試驗。
試驗期間，示范樣機氫氣產量達到額定值，現場測量顯示氫氣純度達到99.999％。
海水無淡化原位直接電解制氫技術
首次應用于工業廢水制氫領域
“氣田采出水無純化電解制氫現場試驗”項目階段性現場試驗由東福研究院與中國石油長慶油田油氣工藝研究院聯合開展。該項目采用海水無淡化原位直接電解制氫技術，是該技術首次應用于工業廢水制氫領域。
該項目為未來探索將海水直接制氫技術拓展到節能環保領域，為石化廢水、煉鋼廢水等工業廢水制氫提供路線參考。[相關閱讀：海水制氫技術“牽手”我國最大油氣田，長慶油田布局電解制氫]
根據此前報道，海水無淡化原位直接電解制氫技術成果由謝和平院士團隊于2022年11月30日在Nature正刊發表，被評為2022年中國科學十大進展之一。
2022年12月16日，東方電氣股份有限公司、東方電氣（福建）創新研究院有限公司與四川大學/深圳大學謝和平院士團隊在深圳簽署“海水無淡化原位直接電解制氫原創技術中試和產業化推廣應用”的四方合作協議。正式開展該項技術聯合創新，并由東方電氣集團負責成果轉化和產業化。
2023年6月2日，經中國工程院專家組現場考察后確認，由東方電氣集團與深圳大學/四川大學謝和平院士團隊聯合開展的全球首次海上風電無淡化海水原位直接電解制氫技術海上中試在福建興化灣海上風電場獲得成功。[相關閱讀：全球首次！謝和平院士團隊海上風電海水直接電解制氫技術海上中試成功]
此次海試的成功，標志著東方電氣集團堅持以高水平科技自立自強為目標，著力構建融合式開放式創新體系，全力打造原創技術策源地取得重要成果和積極進展，奮力把科技的命脈牢牢掌握在自己手中。
當前，研發團隊正在開展100Nm3 H2/h規?；b備及系統研制，并積極推進項目示范。
海水無淡化原位直接電解制氫技術
應用前景廣闊
東方電氣官微表示，海水無淡化原位直接電解制氫技術擁有廣闊的應用前景。
首先，海水無淡化原位直接電解制氫技術可與深遠海的海上風電、海上光伏、石油鉆井平臺等結合，實現深遠海風電等綠色電力就地消納，實現綠氫生產、儲存和供應，解決深遠海風電難以傳輸回陸地的難題，大幅降低風電傳輸/消納成本和制氫成本，并進一步就地轉化生產綠氨、綠色甲醇等高附加值化工產品，加快推進海洋可再生能源的綜合開發和利用。
其次，在內陸地區，海水無淡化原位直接電解制氫技術可用于石化領域氣田采出水/油田采出水、火電廠脫硫廢水等工業廢水制氫，以及城市內的生活污水制氫，有效降低水處理成本，實現產氫增值，為綠色節能環保和可持續發展貢獻力量。
此外，針對西北地區風光資源豐富但水資源匱乏的現狀，該技術可以充分利用當地生活生產廢水、苦咸水、鹽湖水等制氫，切實解決清潔能源消納和利用問題，促進經濟和社會高質量發展。
目前，東福研究院提出“風氫聯營，以風育氫，以氫消電，綠氫入化”創新產業化模式，并與集團公司所屬東方重機攜手推動自來水制氫加氫一體化站建設。
隨著國內外市場需求的不斷增長，項目成果有望在更多領域得到廣泛應用，在引領發展戰新產業、加快形成新質生產力上做出更大貢獻。
央企大力進軍海水制氫
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軍海水制氫，推動海水制氫產業加速發展。
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實驗室發布招標公告，計劃采購1套10m³/h海水直接電解制氫實驗裝置。該項目中標企業為撫順正陽石化設備制造有限公司。
2024年3月14日，中石化銷研院前往天津石化研究院調研“海水直接電解制氫技術”項目。天津石化詳細講解了項目的選題背景、技術攻關、合作團隊和技術展望等內容，表示該項目目前已完成實驗室小試，計劃在近期開展中試。天津石化具有東臨靠海的地理位置優勢，推動海水制氫，能有效帶動綠氫產業鏈的發展。
2中石油
2023年10月，東福院與中國石油長慶油田分公司簽署項目合作協議，將無淡化海水原位直接電解制氫技術應用于長慶油田。這是該技術在海上中試成功后，首次應用于工業廢水制氫領域。項目未來探索將海水制氫技術拓展到節能環保領域，為石化廢水、煉鋼廢水等工業廢水制氫提供路線參考。
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務為開展海陸風光發電、加大CCUS科技攻關、探索培育氫能等。依托海洋資源，探索海上風電制氫及儲運一體化等差異化氫能綜合技術，推進油氣產業與新能源產業一體化協同發展。
2024年3月，據西南石油大學發布消息，由深圳清華大學研究院與西南石油大學、中國海油、航天科工、北京化工大學、中科院寧波材料研究所、中國科學技術大學等多家單位共同申報的國家重點研發計劃“氫能技術”重點專項項目“兆瓦級抗波動直接電解海水制氫關鍵技術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直接電解海水制氫共性技術類項目，對推動我國海上新能源領域的技術創新具有重大意義。
4國家能源集團
2023年8月，國家能源集團海南電力發布《海南公司樂東公司電解海水制氫中試階段平臺建設及工藝研發項目技術開發項目競爭性談判結果公告》，項目中標供應商為海南大學。后期，雙方將聯合開展電解海水制氫中試階段平臺建設及工藝研發科技項目。
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福士海洋工程有限公司等聯合研發的“一站式海上綠色氫醇氨生產作業系統”頒發了原則性認可（AIP）證書。該系統搭載H206半潛式海上平臺，建成1.5兆瓦海上光伏，開展離網型光伏電解制氫（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、離網系統控制等關鍵技術研究，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。
事實上，海水制氫產業輻射能力強、帶動面廣，在技術、裝備上都走在能源產業前沿，在引領新一輪的綠色能源變革的同時，還將橫向聯動、縱向拉動海水淡化、海上清潔能源、海上氫能新基建等產業發展，開拓新需求、新空間。比如，按照電解1噸水會獲得111千克氫氣反算，對海水淡化需求可達225.23萬噸。根據海水淡化成本5元每噸來計算，到2025年海水制氫將拉動海水淡化工程約1126.13萬元的產值。
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下，加之技術和產業化層面的不斷突破，海水制氫產業未來前景廣闊。
（文章來源于全球氫能、東方電氣、華夏能源網、產業發展部、東福研究院）
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