綠氫作為最具可持續(xù)性且真正無碳的氫能生產(chǎn)路線，正成為全球氫能發(fā)展的焦點(diǎn)。然而，淡水資源緊缺將嚴(yán)重制約“綠氫”技術(shù)的發(fā)展。海洋是地球上最大的氫礦，結(jié)合海上風(fēng)光發(fā)電技術(shù)，通過取之不盡的海水資源直接制氫，將為綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供全新路徑。
按照是否需要提前對海水進(jìn)行淡化處理，海水制氫分為直接電解制氫和間接電解制氫兩類路線。相比于間接制氫，海水直接制氫路線簡化了工藝流程，因此更容易實(shí)現(xiàn)降本目標(biāo)。
近年來，來自全球高校的科研團(tuán)隊(duì)先后在海水電解制氫方面實(shí)現(xiàn)突破，海水制氫技術(shù)快速發(fā)展。此外，國內(nèi)外企業(yè)正在積極推進(jìn)海水制氫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，多個(gè)海水制氫項(xiàng)目陸續(xù)啟動(dòng)。
西門子歌美颯
2020年12月，西門子歌美颯在丹麥啟動(dòng)了全球首個(gè)以“孤島模式”運(yùn)行的風(fēng)電制氫試點(diǎn)項(xiàng)目Brande Hydrogen，并于2021年1月開始運(yùn)行。該項(xiàng)目將容量為3 MW的風(fēng)力渦輪機(jī)連接到堿性電解槽上，制備出的氫氣由油輪運(yùn)輸?shù)桨渡希┘託湔臼褂茫瑔闻_(tái)3 MW的風(fēng)力渦輪機(jī)可為50——70臺(tái)出租車提供氫能燃料。
深圳大學(xué)、四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊(duì)
2022年11月30日，深圳大學(xué)、四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊(duì)在Nature期刊上發(fā)表了海水原位直接電解制氫相關(guān)研究成果。該研究采用物理力學(xué)與電化學(xué)相結(jié)合的全新思路，建立了相變遷移驅(qū)動(dòng)的海水無淡化原位直接電解制氫全新原理與技術(shù)，徹底隔絕海水離子，實(shí)現(xiàn)了無淡化過程、無副反應(yīng)、無額外能耗的海水原位直接電解制氫原理與技術(shù)重大突破。
隨后，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深圳大學(xué)、四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊(duì)，共同簽署了“海水無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(yīng)用”四方合作協(xié)議。
2023年6月消息，經(jīng)中國工程院專家組現(xiàn)場考察后確認(rèn)，全球首次海上風(fēng)電無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)電場獲得成功。
天津大學(xué)凌濤教授與澳大利亞阿德萊德大學(xué)喬世璋教授團(tuán)隊(duì)
2023年1月30日，天津大學(xué)凌濤教授與澳大利亞阿德萊德大學(xué)喬世璋教授團(tuán)隊(duì)合作在Nature Energy期刊上發(fā)表了海水制氫研究成果。該成果通過在常見的催化劑表面引入硬路易斯酸材料，在催化劑表面構(gòu)建了局部堿性的反應(yīng)微環(huán)境，在不經(jīng)過凈化、脫鹽處理和不添加強(qiáng)堿的條件下，在近中性的天然海水中實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的電解制氫。
大連潔凈能源集團(tuán)有限公司
2023年1月28日，大連市普蘭店區(qū)海水制氫產(chǎn)業(yè)一體化示范項(xiàng)目正式開工。該項(xiàng)目計(jì)劃于2023年10月1日正式建成投產(chǎn)，形成年發(fā)電量1.37億千瓦時(shí)和年產(chǎn)2000噸的新能源綠氫產(chǎn)能，并在未來三年計(jì)劃累計(jì)投資約30億元，逐步形成500兆瓦新能源發(fā)電、10000噸綠氫的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
海水制氫產(chǎn)業(yè)一體化示范項(xiàng)目將充分利用普蘭店區(qū)灘涂光伏資源優(yōu)勢及大連市技術(shù)研發(fā)、儲(chǔ)能設(shè)備、制氫設(shè)備、加氫設(shè)備、氫燃料電池、整車、氫能消納等可實(shí)現(xiàn)完整產(chǎn)業(yè)鏈本地化的優(yōu)勢，打造國內(nèi)首例，集灘涂光伏、儲(chǔ)能、海水淡化、電解制氫為一體，嘗試風(fēng)光耦合及大規(guī)模不受上網(wǎng)指標(biāo)限制的孤網(wǎng)運(yùn)行模式的氫能源產(chǎn)業(yè)一體化示范項(xiàng)目。
韓國現(xiàn)代重工
2021年3月，韓國材料科學(xué)研究所宣布，該所的研究團(tuán)隊(duì)在韓國國內(nèi)首次成功開發(fā)了可利用海水直接生產(chǎn)綠氫并劃時(shí)代地降低氫氣生產(chǎn)單價(jià)的“陰離子交換膜（AEMs）海水電解技術(shù)”。現(xiàn)代重工已與釜山大學(xué)、韓國材料科學(xué)研究所共同開發(fā)了海水電解催化劑及電極技術(shù)，與首爾大學(xué)共同開發(fā)了水電解系統(tǒng)工程解析模型等。
2023年2月，現(xiàn)代重工、韓國造船海洋、現(xiàn)代石油銀行、韓國材料科學(xué)研究所、首爾大學(xué)、釜山大學(xué)、三星泰科、HEESUNG CATALYSTS CORPORATION等8家企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高校共同簽署了海水電解系統(tǒng)核心技術(shù)開發(fā)業(yè)務(wù)協(xié)議。
中國科學(xué)院寧波材料研究所
2023年6月，中國科學(xué)院寧波材料所發(fā)布消息稱，該研究所在海水電解制氫大尺寸、高穩(wěn)定陰極技術(shù)方面取得進(jìn)展，為解決海水電解制氫過程中面向工業(yè)規(guī)模化放大的高性能陰極合成提供了新的合成方法。研究所對合成陰極的性能和成本的評估顯示，該電極具備在工業(yè)規(guī)模下可持續(xù)制氫的潛力。
法國氫技術(shù)公司 Lhyfe
2022年9月，法國氫技術(shù)公司Lhyfe啟動(dòng)了其Sealhyfe 海上制氫平臺(tái)項(xiàng)目，該平臺(tái)同時(shí)結(jié)合了太陽能、風(fēng)能和波浪能，通過電解海水以獲得可再生綠氫。
2023年6月，法國Lhyfe公司宣布其首個(gè)海上氫生產(chǎn)試點(diǎn)項(xiàng)目Sealhyfe投產(chǎn)，成功在大西洋生產(chǎn)出第一公斤綠氫。Sealhyfe 項(xiàng)目采用Plug提供的EX-425D型號(hào)PEM電解槽，電力來自浮動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)提供的海上風(fēng)電。Lhyfe同時(shí)宣布了HOPE項(xiàng)目（歐洲海上制氫項(xiàng)目），該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2026年在比利時(shí)奧斯坦德附近每天生產(chǎn)高達(dá)4噸氫氣。
韓國船舶與海洋工程研究所
2023年7月20日，韓國船舶與海洋工程研究所（KRISO）宣布，其研發(fā)的海上制氫平臺(tái)已經(jīng)獲得美國船級社（ABS）的原則性批準(zhǔn)（AiP）。該平臺(tái)是一座可以利用海洋可再生能源發(fā)電以生產(chǎn)綠色氫氣的環(huán)保型平臺(tái)。該平臺(tái)由海水淡化系統(tǒng)、水電解系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)以及加壓儲(chǔ)氫系統(tǒng)組成。
國際能源署預(yù)測到2050年全球氫年需求量約近3億噸，到2070年達(dá)到5.2億噸。在氫能需求側(cè)龐大規(guī)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)即將爆發(fā)。2023綠氫/藍(lán)氫技術(shù)與氫能綜合應(yīng)用論壇將于9月7日在成都召開，來自挪威船級社的專家將介紹《全球海上制氫現(xiàn)狀與展望》、來自謝和平院士團(tuán)隊(duì)、四川大學(xué)的專家將介紹《海水無淡化原位直接電解制氫技術(shù)》、來自西門子的專家將介紹《歐洲海上風(fēng)電制氫發(fā)展現(xiàn)狀與綠氫案例分享》。
