海水制氫：海洋能中的新質生產力

青島煉化向海逐光、向光要電、向水攬氫，進一步探索優化海水制氫技術。

初春的膠州灣，海風裹挾著濕潤的氣息，拂過中國石化青島煉化公司的廠區。

在這片充滿生機的土地上，國內首個工廠化海水直接制氫科研項目猶如破土而出的新芽，在春日暖陽下熠熠生輝。

近日，隨著第一縷氫氣從設備中穩定輸出，現場工作人員歡呼雀躍。這標志著我國在工廠化海水制氫領域實現了技術突破，為“雙碳”目標的實現開辟了新的技術路徑。

從困境到突破

近年來，隨著新能源產業的快速發展和沿海超大型煉化一體化項目的陸續投產，成品油市場逐漸被擠壓。作為燃料型煉廠，青島煉化的經濟效益和抗風險能力受到了一定的影響。

在“雙碳”目標的背景下，如何在保障能源供應的同時實現綠色低碳發展，成為青島煉化亟待解決的難題。

“我們不能坐以待斃，必須尋找新的突破口。”青島煉化總經理、黨委副書記杜博華在一次內部會議上斬釘截鐵地說。他深知，傳統能源企業的轉型之路鋪滿荊棘。只有敢于突破，才能在未來的市場競爭中占據一席之地。

氫能作為未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，也是戰略性新興產業的重點發展方向。青島煉化主動融入中國石化、山東省、青島市的氫能產業規劃，積極作為，為實現氫能生產和技術突破貢獻力量。

經過多次調研和論證，青島煉化將目光投向了海水制氫。我國擁有漫長的海岸線，豐富的海水資源為海水制氫提供了得天獨厚的條件。

“開發海水電解制氫技術，不僅能充分利用我國豐富的海洋資源，擺脫對淡水的依賴，而且能提高海上制氫效率，精簡工序，降低成本，形成具有核心知識產權的全新制氫技術路線，引領氫能行業發展，推進清潔、可再生能源的高效利用。”青島煉化首席專家陳剛表示。

然而，海水制氫并非易事。技術難題、成本控制以及市場接受度等問題，像一座座大山橫亙在項目推進的道路上。

“海水制氫最大的挑戰，在于如何高效、低成本地從海水中提取氫氣。”青島煉化發展規劃高級專家、海水制氫項目技術負責人梁峰解釋道。海水中含有大量的鹽分和其他雜質。這些成分會對制氫設備和催化劑產生嚴重的腐蝕和污染，導致制氫效率低下，成本大幅上升。

海水制氫的能耗問題，也一直是行業難題。如何在保證制氫效率的同時降低能耗，是項目能否成功的關鍵。

從藍圖到現實

盡管困難重重，但青島煉化沒有退縮。他們聯合中石化（大連）石油化工研究院（簡稱大連院），組建了一支強大的研發團隊。

有了戰略方向，項目推進似乎順理成章。然而，從藍圖到現實的跨越并不輕松。

起初，項目團隊面臨著資金投入、設備選型、技術開發等一系列復雜問題。項目現場位于海邊，地質條件復雜，海邊的強風和高濕度環境給設備安裝和調試帶來了諸多挑戰。

“那段時間，我們每天泡在項目上，風吹日曬，但沒有人抱怨。”大連院研究員、海水制氫項目團隊成員胡方舟回憶道。為了確保項目按時完工，他們制定了詳細的施工計劃，嚴格把控每一個環節，最終提前完成了項目建設任務。

項目建成后的調試階段，又是一場硬仗。由于海水制氫工藝復雜，設備之間的協同運行至關重要。項目團隊日夜堅守在現場，對每一個參數進行反復調試，確保設備運行的穩定性和安全性。經過無數次的實驗和改進，團隊終于攻克了耐氯電極技術、高性能極板設計以及海水循環系統等關鍵技術難題，成功研發出了一套具有自主知識產權的工廠化海水直接制氫工藝，可以實現直接電解海水來制氫。

項目打通了從催化劑、電極到關鍵部件設計直至系統集成的全流程，突破了從實驗室小試到工業中試規模的技術瓶頸，產品氫氣中氧含量低于2ppm，低于GB/T 37244—2018規定的燃料電池車用氫氣中氧氣含量小于5ppm的要求。

“那一刻，曙光初現！”梁峰回憶起研發成功時的情景，眼中閃爍著激動的光芒。

項目采用海水直接制氫與綠電制氫相結合的方式，每小時可以生產20立方米綠氫，所產氫氣直接并入青島煉化管網系統，用于煉化生產過程和氫能車輛加注。

“看到氫氣源源不斷地輸出，我們所有的付出都值了。”胡方舟感慨地說。這一刻，他們不僅實現了從藍圖到現實的跨越，而且為我國沿海地區乃至海上綠電的高效利用和氫能產業的發展開辟了新途徑。

從創新到引領

海洋是地球上最大的氫礦，結合海上風光發電技術，通過取之不盡的海水資源直接制氫，為綠氫產業的發展提供了全新的路徑。

近年來，海上風力、光伏等可再生能源的迅猛發展提出了巨大的就地消納需求。電解海水制氫可以克服深遠海可再生能源并網難、巨量可再生能源儲存難的瓶頸問題，實現規模化海上能源的高效存儲與海水資源的有效利用。

中國能源研究會能源政策研究室主任林衛斌表示，我國有全世界最大規模的可再生能源裝機。到2030年，可再生能源制氫的裝機規模有望突破1億千瓦。到2060年，綠氫產量有望接近1億噸，包括用氫能發電的裝機容量，有可能突破1億千瓦。

2024年以來，以國家能源集團、中石化、中海油、中石油、東方電氣、中廣核等為代表的央企能源巨頭紛紛進軍海水制氫，推動海水制氫產業加速發展。

事實上，海水制氫產業輻射能力強、帶動面廣，在技術、裝備上走在了能源產業的前沿，在引領新一輪綠色能源變革的同時，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。

中國工程院院士、深圳大學深地科學與能源研究院院長謝和平表示，如果用海水制氫，可對接海上可再生能源，破解可再生能源大規模開發與吸納的重要瓶頸。海水制氫也是海洋可再生能源大規模、長時效儲能的重要手段。因此，海水制氫具有重要意義，是全球未來能源的重要方向和路徑，在未來的能源格局中將占據非常重要的角色。

隨著國內外市場需求的不斷增長，海水制氫項目成果有望在更多領域得到廣泛應用，在引領戰略性新興產業發展、加快形成新質生產力上做出更大貢獻。

“未來，我們將進一步探索優化海水制氫技術，向海逐光、向光要電、向水攬氫，加快培育發展海洋能源新質生產力，大力推動產業體系和能源體系向綠色低碳轉型，打造海上新能源基地。”梁峰說。

責任編輯：鄭 丹