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。然而,淡水資源緊缺將嚴重制約“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,因此更容易實現(xiàn)降本目標。
近年來,來自全球高校的科研團隊先后在海水電解制氫方面實現(xiàn)突破,海水制氫技術(shù)快速發(fā)展。此外,國內(nèi)外企業(yè)正在積極推進海水制氫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,多個海水制氫項目陸續(xù)啟動。
西門子歌美颯
2020年12月,西門子歌美颯在丹麥啟動了全球首個以“孤島模式”運行的風電制氫試點項目Brande Hydrogen,并于2021年1月開始運行。該項目將容量為3 MW的風力渦輪機連接到堿性電解槽上,制備出的氫氣由油輪運輸?shù)桨渡?,供加氫站使用,單臺3 MW的風力渦輪機可為50~70臺出租車提供氫能燃料。
深圳大學、四川大學謝和平院士團隊
2022年11月30日,深圳大學、四川大學謝和平院士團隊在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與電化學相結(jié)合的全新思路,建立了相變遷移驅(qū)動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、四川大學謝和平院士團隊,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,全球首次海上風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電場獲得成功。
天津大學凌濤教授與澳大利亞阿德萊德大學喬世璋教授團隊
2023年1月30日,天津大學凌濤教授與澳大利亞阿德萊德大學喬世璋教授團隊合作在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堿的條件下,在近中性的天然海水中實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的電解制氫。
大連潔凈能源集團有限公司
2023年1月28日,大連市普蘭店區(qū)海水制氫產(chǎn)業(yè)一體化示范項目正式開工。該項目計劃于2023年10月1日正式建成投產(chǎn),形成年發(fā)電量1.37億千瓦時和年產(chǎn)2000噸的新能源綠氫產(chǎn)能,并在未來三年計劃累計投資約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、儲能、海水淡化、電解制氫為一體,嘗試風光耦合及大規(guī)模不受上網(wǎng)指標限制的孤網(wǎng)運行模式的氫能源產(chǎn)業(yè)一體化示范項目。
韓國現(xiàn)代重工
2021年3月,韓國材料科學研究所宣布,該所的研究團隊在韓國國內(nèi)首次成功開發(fā)了可利用海水直接生產(chǎn)綠氫并劃時代地降低氫氣生產(chǎn)單價的“陰離子交換膜(AEMs)海水電解技術(shù)”?,F(xiàn)代重工已與釜山大學、韓國材料科學研究所共同開發(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、韓國材料科學研究所、首爾大學、釜山大學、三星泰科、HEESUNG CATALYSTS CORPORATION等8家企業(yè)、科研機構(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。
中國科學院寧波材料研究所
2023年6月,中國科學院寧波材料所發(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啟動了其Sealhyfe 海上制氫平臺項目,該平臺同時結(jié)合了太陽能、風能和波浪能,通過電解海水以獲得可再生綠氫。
2023年6月,法國Lhyfe公司宣布其首個海上氫生產(chǎn)試點項目Sealhyfe投產(chǎn),成功在大西洋生產(chǎn)出第一公斤綠氫。Sealhyfe 項目采用Plug提供的EX-425D型號PEM電解槽,電力來自浮動風力渦輪機提供的海上風電。Lhyfe同時宣布了HOPE項目(歐洲海上制氫項目),該項目預(yù)計將于2026年在比利時奧斯坦德附近每天生產(chǎn)高達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)的海上制氫平臺已經(jīng)獲得美國船級社(ABS)的原則性批準(AiP)。該平臺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。該平臺由海水淡化系統(tǒng)、水電解系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)以及加壓儲氫系統(tǒng)組成。
原標題:海水制氫連獲重大突破,全新千億級風口正在到來!