“氢”风破浪！中国首个“海上风电+海洋牧场+海水制氢”项目大步推进
发布日期：2023/10/8
10月3日，继阳江青洲一、二海上风电场项目顺利收官之后，由江苏龙源振华海洋工程有限公司负责承接的又一项目——明阳青洲四海上风电场圆满完成，标志着国内首个“海上风电+海洋牧场+海水制氢”融合项目的关键节点取得重大胜利。
具体来看，明阳青洲四项目场址涉海面积约73.69km²，水深范围41m—46m，中心离岸距离约75km。拟采用世界首创的“导管架+网衣融合”开发技术，配套建设风电制氢项目。
作为区域联合施工项目，青州四项目实施期间，团队充分发挥集约优势，优化调配施工资源，顺利完成了当前国内离岸距离最远升压站导管架施工，为海上风电高质量发展贡献力量。
该项目建成投产后，每年可提供清洁能源发电量约18.3亿kWh，在火电机组同等条件下能够节约57万吨标准煤，减排二氧化碳140万吨，减排二氧化硫1.1万吨。
借助于发展势头迅猛的海上风电，海上风能和氢能相互促进，不仅能够解决海上风电并网消纳，运输成本较高等问题，还可提升氢气产量，增加能源密度，二者互利共赢将会是未来发展的大趋势。海上制氢成为当前清洁能源领域热点方向。
年内国内外海上制氢项目盘点
近年国内风电装机大涨，截止到今年7月份，国内风电装机容量约3.9亿千瓦，同比增长14.3%，风电与制氢结合成为清洁能源再生产的热门项目，以下是第一元素网整理的今年以来国内外海上制氢项目盘点：
国外
7月20日，韩国船舶与海洋工程研究所（KRISO）宣布，其研发的海上制氢平台已经获得美国船级社（ABS）的原则性批准（AiP）。
该平台是一座可以利用海洋可再生能源发电以生产绿色氢气的环保型平台。该平台由海水淡化系统、水电解系统、压缩系统以及加压储氢系统组成。
2023年6月，法国Lhyfe公司宣布其首个海上氢生产试点项目Sealhyfe投产，成功在大西洋生产出第一公斤绿氢。
Sealhyfe 项目采用Plug提供的EX-425D型号PEM电解槽，电力来自浮动风力涡轮机提供的海上风电。Lhyfe同时宣布了HOPE项目（欧洲海上制氢项目），该项目预计将于2026年在比利时奥斯坦德附近每天生产高达4吨氢气。
2月中旬，韩国现代重工、韩国造船海洋、现代石油银行、韩国材料科学研究所、首尔大学、釜山大学、三星泰科、HEESUNG CATALYSTS CORPORATION等8家企业、科研机构、高校共同签署了海水电解系统核心技术开发业务协议。
国内
6月，中国科学院宁波材料所发布消息称，该研究所在海水电解制氢大尺寸、高稳定阴极技术方面取得进展，为解决海水电解制氢过程中面向工业规模化放大的高性能阴极合成提供了新的合成方法。
研究所对合成阴极的性能和成本的评估显示，该电极具备在工业规模下可持续制氢的潜力。
6月2日，经中国工程院专家组现场考察后确认，由东方电气集团与深圳大学/四川大学谢和平院士团队联合开展的全球首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术海上中试在福建兴化湾海上风电场获得成功。
该项目海试成功首次实现了海上风电可再生能源和海水直接制氢的一体化技术体系；并首次验证了海上风电无淡化直接制氢抗海洋环境干扰的可行性。
1月30日，天津大学凌涛教授与澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授团队合作在Nature Energy期刊上发表了海水制氢研究成果。
该成果通过在常见的催化剂表面引入硬路易斯酸材料，在催化剂表面构建了局部碱性的反应微环境，在不经过净化、脱盐处理和不添加强碱的条件下，在近中性的天然海水中实现了高效稳定的电解制氢。
1月28日，大连市普兰店区海水制氢产业一体化示范项目正式开工。该项目计划于2023年10月1日正式建成投产，形成年发电量1.37亿千瓦时和年产2000吨的新能源绿氢产能，并在未来三年计划累计投资约30亿元，逐步形成500兆瓦新能源发电、10000吨绿氢的产业规模。
国内海上制氢进展
海上制氢平台不仅能作为能源的长期储存或精细化学品的生产场所，使绿色能源与化工生产系统紧密结合，并且，海上制氢平台也可以解决深远海可再生电力消纳问题，利用可再生电力就地制氢、制绿氨，或许会成为未来深远海可再生能源的主要应用方式。
但目前直接海水制氢还面临诸多的技术难题，由于面临着复杂海阳环境带来的设备腐蚀、催化剂失活、效率低下、高能耗等一系列挑战，要达到规模化商用，还需继续探索。
目前海上制氢面临着三大瓶颈：分别是海水对电解槽的腐蚀。海水的成分复杂，如溶解的离子、细菌、杂质等，会对电解槽部件产生腐蚀；
海水中杂质会导致催化剂失活。杂质会在离子交换膜和催化剂表面的沉积黏附，导致离子通道以及催化活性位点的堵塞，使得催化剂快速失活；
海水电解效率低。海水中的氢离子以及氢氧根离子浓度很低，在电解过程中其传质速率缓慢，使得电解效率较低。
今年6月份，我国首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术海上中试，这在国际上是一个巨大的进展。
在此之前，多个国家通过研究的提出的方案性能远远达不到工业应用的标准，丹麦风力集团“Vesras”与法国能源巨头“Engie”的通过海上风力发电站通过海水直接制氢的技术，来提供氢气让英国的家庭取暖的计划，更是由于提出的计划效率较低，无法通过工业化获得商业价值，最终计划破产。这也使得很多业内人士直接怀疑海水直接制氢技术是否真的具有可实现性。
而谢和平团队的首次海上实验，其技术正是在去年11月份谢和平团队在《Nature》上发表的相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术，当时便引起了巨大的震动。
而这也开启了年内国内海水制氢走出实验室的尝试，今年以来海水制氢无论是从产品的研发还是在示范项目的探索上都取得了较大的进展，距离真正的商用示范也越来越近了。
从长期来看，从长期角度来看，“风力发电+氢储能”的一体化模式将会成为未来的发展趋势，核心的技术出现，将会代表整个产业链的大升级，初露头角的海上风电技术的使得国内海上风电项目的进展第一次走在了国际前列。
未来，如何提升核心技术可靠性和稳定性，并降低其规模化生产的成本，将会成为重点研究方向。随着相关氢能企业推动海水制氢相关试点示范项目的实践，海水制氢即将迈上规模化商用之路。
来源： 第一元素网
