海上制氫新進展！中國首個“海上風電+海洋牧場+海水制氫”項目大步推進
來源：原創 2023-10-07
10月3日，繼陽江青洲一、二海上風電場項目順利收官之后，由江蘇龍源振華海洋工程有限公司負責承接的又一項目——明陽青洲四海上風電場圓滿完成，標志著國內首個“海上風電+海洋牧場+海水制氫”融合項目的關鍵節點取得重大勝利。
具體來看，明陽青洲四項目場址涉海面積約73.69km2，水深范圍41m—46m，中心離岸距離約75km。擬采用世界首創的“導管架+網衣融合”開發技術，配套建設風電制氫項目。
作為區域聯合施工項目，青州四項目實施期間，團隊充分發揮集約優勢，優化調配施工資源，順利完成了當前國內離岸距離最遠升壓站導管架施工，為海上風電高質量發展貢獻力量。
該項目建成投產后，每年可提供清潔能源發電量約18.3億kWh，在火電機組同等條件下能夠節約57萬噸標準煤，減排二氧化碳140萬噸，減排二氧化硫1.1萬噸。
借助于發展勢頭迅猛的海上風電，海上風能和氫能相互促進，不僅能夠解決海上風電并網消納，運輸成本較高等問題，還可提升氫氣產量，增加能源密度，二者互利共贏將會是未來發展的大趨勢。海上制氫成為當前清潔能源領域熱點方向。
年內國內外海上制氫項目盤點
國外
7月20日，韓國船舶與海洋工程研究所（KRISO）宣布，其研發的海上制氫平臺已經獲得美國船級社（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電以生產綠色氫氣的環保型平臺。該平臺由海水淡化系統、水電解系統、壓縮系統以及加壓儲氫系統組成。
2023年6月，法國Lhyfe公司宣布其首個海上氫生產試點項目Sealhyfe投產，成功在大西洋生產出第一公斤綠氫。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），該項目預計將于2026年在比利時奧斯坦德附近每天生產高達4噸氫氣。
2月中旬，韓國現代重工、韓國造船海洋、現代石油銀行、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、科研機構、高校共同簽署了海水電解系統核心技術開發業務協議。
國內
6月，中國科學院寧波材料所發布消息稱，該研究所在海水電解制氫大尺寸、高穩定陰極技術方面取得進展，為解決海水電解制氫過程中面向工業規?；糯蟮母咝阅荜帢O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，該電極具備在工業規模下可持續制氫的潛力。
6月2日，經中國工程院專家組現場考察后確認，由東方電氣集團與深圳大學/四川大學謝和平院士團隊聯合開展的全球首次海上風電無淡化海水原位直接電解制氫技術海上中試在福建興化灣海上風電場獲得成功。該項目海試成功首次實現了海上風電可再生能源和海水直接制氫的一體化技術體系；并首次驗證了海上風電無淡化直接制氫抗海洋環境干擾的可行性。
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，在催化劑表面構建了局部堿性的反應微環境，在不經過凈化、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了高效穩定的電解制氫。
1月28日，大連市普蘭店區海水制氫產業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，形成年發電量1.37億千瓦時和年產2000噸的新能源綠氫產能，并在未來三年計劃累計投資約30億元，逐步形成500兆瓦新能源發電、10000噸綠氫的產業規模。
國內海上制氫項目進展
海上制氫平臺不僅能作為能源的長期儲存或精細化學品的生產場所，使綠色能源與化工生產系統緊密結合，并且，海上制氫平臺也可以解決深遠?？稍偕娏ο{問題，利用可再生電力就地制氫、制綠氨，或許會成為未來深遠海可再生能源的主要應用方式。
但目前直接海水制氫還面臨諸多的技術難題，由于面臨著復雜海陽環境帶來的設備腐蝕、催化劑失活、效率低下、高能耗等一系列挑戰，要達到規?；逃?，還需繼續探索。
目前海上制氫面臨著三大瓶頸：分別是海水對電解槽的腐蝕。海水的成分復雜，如溶解的離子、細菌、雜質等，會對電解槽部件產生腐蝕；海水中雜質會導致催化劑失活。雜質會在離子交換膜和催化劑表面的沉積黏附，導致離子通道以及催化活性位點的堵塞，使得催化劑快速失活；海水電解效率低。海水中的氫離子以及氫氧根離子濃度很低，在電解過程中其傳質速率緩慢，使得電解效率較低。
今年6月份，我國首次海上風電無淡化海水原位直接電解制氫技術海上中試，這在國際上是一個巨大的進展。
在此之前，多個國家通過研究的提出的方案性能遠遠達不到工業應用的標準，丹麥風力集團“Vesras”與法國能源巨頭“Engie”的通過海上風力發電站通過海水直接制氫的技術，來提供氫氣讓英國的家庭取暖的計劃，更是由于提出的計劃效率較低，無法通過工業化獲得商業價值，最終計劃破產。這也使得很多業內人士直接懷疑海水直接制氫技術是否真的具有可實現性。
而謝和平團隊的首次海上實驗，其技術正是在去年11月份謝和平團隊在《Nature》上發表的相變遷移驅動的海水無淡化原位直接電解制氫全新原理與技術，當時便引起了巨大的震動。而這也開啟了年內國內海水制氫走出實驗室的嘗試，今年以來海水制氫無論是從產品的研發還是在示范項目的探索上都取得了較大的進展，距離真正的商用示范也越來越近了。
從長期來看，從長期角度來看，“風力發電+氫儲能”的一體化模式將會成為未來的發展趨勢，核心的技術出現，將會代表整個產業鏈的大升級，初露頭角的海上風電技術的使得國內海上風電項目的進展第一次走在了國際前列，未來，如何提升核心技術可靠性和穩定性，并降低其規?；a的成本，將會成為重頭戲。隨著相關氫能企業推動海水制氫相關試點示范項目的實踐，海水制氫即將達到規?；逃脳l件。
