業(yè)界普遍認(rèn)為認(rèn)為，雖然海水制氫這一技術(shù)路徑極具前景，但現(xiàn)有電解水技術(shù)大都基于純水，目前海水制氫在裝備技術(shù)、降本路徑等方面尚有諸多瓶頸，短期內(nèi)將以試點(diǎn)示范為主。
項(xiàng)目陸續(xù)啟動
近年來，風(fēng)電融合發(fā)展成為主要理念，同時電解水制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速，海水制氫技術(shù)隨之迎來發(fā)展機(jī)遇，國內(nèi)企業(yè)加快在海水制氫領(lǐng)域的布局。
如2022年11月15日，圖靈科創(chuàng)自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)的小規(guī)模高效海水/堿水電解制氫設(shè)備首次亮相，該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在海水中穩(wěn)定高效工作，消除目前電解槽行業(yè)對純水的高度依賴。同月，明陽集團(tuán)東方CZ9海上風(fēng)電場示范項(xiàng)目動工，將建設(shè)成面向無補(bǔ)貼時代“海上風(fēng)電+海洋牧場+海水制氫”立體化海洋能源創(chuàng)新開發(fā)示范項(xiàng)目。
記者了解到，海水制氫可分為海水直接制氫和海水間接制氫兩種不同的技術(shù)路線。目前國內(nèi)外海水制氫示范項(xiàng)目中，大多采用將海水淡化電解制氫的間接制氫路線，海水直接制氫還處于實(shí)驗(yàn)室階段。從國內(nèi)進(jìn)展來看，目前我國大多數(shù)海水制氫項(xiàng)目都是小規(guī)模試點(diǎn)，處于擬建或在建階段。川財證券分析指出，可再生能源電解水制氫是構(gòu)建高效無碳的能源結(jié)構(gòu)體系的重要途徑，海水制氫技術(shù)的成熟有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、規(guī)?；暮Ｋ茪洚a(chǎn)能，有望顯著降低綠氫生產(chǎn)成本，促進(jìn)氫能行業(yè)不斷向前發(fā)展。
“總體來看，海水制氫正在嘗試從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化道路。海上風(fēng)電與海水淡化、氫能等多種能源綜合開發(fā)利用融合發(fā)展，有助于實(shí)現(xiàn)海域利用效率和制氫規(guī)?；a(chǎn)的雙重提升，是電解水制氫產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。”蘇州希倍優(yōu)氫能源科技有限公司總經(jīng)理李留罐指出。
技術(shù)路徑可行
一直以來，電解水制氫受技術(shù)、規(guī)模、成本等因素影響，其經(jīng)濟(jì)性難以與化石燃料制氫相競爭。“雙碳”目標(biāo)下，尋求可持續(xù)的發(fā)展方式已刻不容緩。
在李留罐看來：“海上風(fēng)電+海水制氫”模式將是未來電解水制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。“數(shù)據(jù)顯示，我國遠(yuǎn)海地區(qū)風(fēng)能儲量是近海的三到四倍以上，因此遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)潛力巨大，但隨著風(fēng)力、光伏發(fā)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展，單個電場的裝機(jī)容量越來越大，遠(yuǎn)距離海上電纜的電容問題嚴(yán)重限制輸電容量和距離，成本將相應(yīng)大幅增長。因此，受制于海纜成本的提高導(dǎo)致遠(yuǎn)海輸電成本的快速增加，目前我國深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)仍存阻力。”
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前電壓等級為220千伏的海纜每千米造價在400萬元左右，在離岸70千米以上的海域，海纜在整體海上風(fēng)電項(xiàng)目中的成本占比可能高達(dá)12%左右，遠(yuǎn)高于近海風(fēng)場。對此，李留罐認(rèn)為，海上制氫平臺可以解決深遠(yuǎn)海可再生電力消納問題，隨著風(fēng)力發(fā)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展，利用可再生電力就地制氫，或?qū)⒊蔀槲磥砩钸h(yuǎn)?？稍偕茉吹闹饕獞?yīng)用方式。“海上的可再生能源，如風(fēng)能、光伏、潮汐能等由于波動性強(qiáng)、環(huán)境苛刻使得其利用效率低，通過海上可再生能源進(jìn)行電解海水制氫，不僅能廉價高效地制取綠氫，也可高效利用海上可再生能源。”
諸多挑戰(zhàn)待克服
值得注意的是，雖然海水資源豐富，但海水的復(fù)雜成分將導(dǎo)致海水制氫面臨諸多難題與挑戰(zhàn)。在李留罐看來，目前，海水直接制氫技術(shù)仍不算成熟。“海水的雜質(zhì)非常多，對電解槽的電極是極大的考驗(yàn)，同時也對整個電解系統(tǒng)和控制也有較高要求，一旦電解槽出現(xiàn)電位差，產(chǎn)生的有毒氯氣也將不利于綠氫生產(chǎn)安全。淡化提純海水面臨淡化提純裝置成本及電價成本等不確定因素，因此，短期內(nèi)海水直接制氫技術(shù)將主要在實(shí)驗(yàn)室階段，規(guī)?；a(chǎn)還有很長的路要求。”
“事實(shí)上，對于綠氫生產(chǎn)而言，真正需要關(guān)注的是對大規(guī)模制氫技術(shù)、工藝流程、催化技術(shù)、輸送消納進(jìn)行難點(diǎn)攻堅(jiān)和優(yōu)化，以滿足未來未來億噸級的氫氣需求。”李留罐同時指出，除設(shè)備技術(shù)等還需不斷攻堅(jiān)外，海水制氫應(yīng)用端需求及政策支持也尤為關(guān)鍵，“隨著終端應(yīng)用場景的不斷延伸，市場需求也將不斷提升，利好海水制氫規(guī)模化發(fā)展;同時，希望政策層面能夠出臺一些支持電解水制氫生產(chǎn)的政策，如風(fēng)電等可再生能源發(fā)出的電可直接用于制氫，電網(wǎng)端對過網(wǎng)費(fèi)可做一定減免，以支持氫能制氫環(huán)節(jié)的發(fā)展。”
站在企業(yè)的角度，李留罐指出，相關(guān)氫能企業(yè)應(yīng)積極參與、推動海水制氫相關(guān)試點(diǎn)示范項(xiàng)目的實(shí)踐，慢慢摸索經(jīng)驗(yàn)，在持續(xù)的技術(shù)升級優(yōu)化過程中逐步走向成熟，并最終迎來大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)海水制氫產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)發(fā)展。
