全球首个110Nm3/h海水无淡化直接电解制氢技术及系统装备项目启动会在深大举行

深圳特区报

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摘要

8月26日，广东省重点研发计划“新型储能与新能源”领域“分体模块式海水无淡化直接电解制氢技术及系统装备”研发项目启动会在深圳大学举行。

面向国家氢能产业发展中长期规划及“双碳”战略，该项目作为广东省重点领域研发计划项目，将紧密围绕高效、高兼容性、高稳定性的海水直接制氢核心技术及装备开展攻关研究，以“原理研究-材料设计-器件研发-工艺创新-系统研制-应用示范”为基本思路，研制攻关全球首套110 Nm3/h海水无淡化原位直接电解制氢系统装备，形成从独创性原理、颠覆性技术、国产化装备到特色电解制氢工业模式的全链条式海洋绿氢发展路径，保持海水无淡化直接制氢技术的全球领先优势，打造具有中国特色的“海洋绿氢”新兴战略产业新赛道。

项目负责人、中国工程院院士谢和平从项目概要、组织管理、实施计划、成果与考核方式及保障措施等方面对项目实施方案进行了详细介绍。与会专家重点围绕项目的主要研究内容和创新点、实施方案等进行了质询，并提出了具体意见建议。专家组通过质询讨论形成评估意见，认为项目实施方案与项目任务书要求一致，项目阶段目标和分工明确，技术路线和计划安排基本合理，实施方案合理可行，一致同意通过项目的实施方案论证。

“分体模块式海水无淡化原位直接电解制氢技术及应用”项目汇聚了优秀的科研院校、行业企业和国内优秀研发团队，通过项目实施，实现抗海洋不可控波动环境下的规模化海水无淡化原位直接电解制氢的高效与长期稳定，将有力推进我国独创的全新海水原位直接制氢产业化进程。

海洋是地球上最大的氢矿，向大海要水是未来氢能发展的重要方向。然而，海水成分非常复杂（包含92种化学元素），还含有大量微生物和悬浮颗粒，导致海水制氢技术面临有害腐蚀性和毒性、催化剂失活、电解效率低等诸多技术瓶颈与挑战。

为此，以海水为原料制氢形成了海水直接制氢和间接制氢两种不同的技术路线。其中，海水间接制氢本质上是淡水制氢，目前已在国内外（德国、荷兰、挪威、日本、英国、大连等）开展规模化示范工程项目，如荷兰PosHYdon海上绿氢试点项目、西门子歌美飒Brand Hydrogen风电制氢试点项目、德国Tractebel Overdick海上风电制氢平台项目等；2020年以来，我国也先后开展海水间接制氢项目，如大连洁净能源集团海水制氢产业一体化示范项目、明阳海洋能源立体化创新开发示范项目等。但该类技术严重依赖大规模淡化设备，工艺流程复杂且占用大量土地资源，进一步推高了制氢成本与工程建设难度。

针对前述挑战，谢和平院士团队通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应结合，开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术，建立了气液界面相变自迁移自驱动的海水直接电解制氢理论方法，形成了界面压力差海水自发相变传质的力学驱动机制，实现了无额外能耗的电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定海水直接电解制氢，彻底隔绝所有海水离子的同时实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的规模化高效海水原位直接电解制氢，全面解决了多年困扰科技界和产业界的难题，完美破解了海水电解制氢领域的半世纪难题，实现了把取之不尽的海水当纯水一样直接用于电解制氢。

在福清海试成功基础上，东方电气–谢和平院士团队以“加快放大，先陆后海”研发策略推进整个海水直接制氢系统研发和关键设备部件迭代升级。2024年7月，团队打造的10Nm3/h海水无淡化直接制氢系统装备稳定运行240小时，性能得到全面优化。2024年12月，东方电气与谢和平院士团队又在广东南沙东方重机园区内联合打造了全球首个“无淡化海水直接制氢规模化研发”陆地试验基地。

联合研发团队在2023年底项目立项前期，即完成基础配套工程实施规划，包括供配电系统建设、给排水管网建设、仓储区规划、临时办公区搭建及作业人员安全培训体系构建等系统性准备工作。2024年5月，试验基地正式启动建设，完成地质勘探数据采集及工程分析，同步推进土建设计方案迭代升级，并系统开展施工图纸深化与工程量清单编制工作。2024年7月底，试验基地顺利完成土建主体工程，同年8月进入设备安装调试阶段，分批次完成核心设备吊装与系统集成工作，在调试和试运行成功后，占地1800平方米的海水直接电解制氢陆上试验基地正式落成投运。