2023年6月2日，中国电器集团有限公司与谢和平院士开展的海上风电无淡化海水电解氢技术在福建兴华获得成功，这项技术发表在2022年11月的《自然》杂志，也是我国2022年中国科学十大进展之一！

(资料图片仅供参考)

很久之前，人类就在为没有便宜清洁又实惠的制氢方法而困扰，如今我国的这项成就，是不是能带来一场能源革命？

试想一下，以后我们的汽车不用充电，也不用加油，只需“充满气”就能获得从前十几倍的续航能力；

而我们的电费价格会大幅减少，过上完全不愁电的日子，还可以出售给国外赚取财富。

……

今天就来说一说，这无淡化点电解氢技术到底厉害在什么地方。

氢能源制取

从1765年人类进入工业革命以来，氢作为化学元素周期表的第一位元素在基础化学品与能源方面发挥了巨大的作用。

氢作为一种清洁能源，可惜的是并不自然存在，往往要通过不同的物质转换、提取得到，早些年的时候，氢气通过化石燃料重整、煤制氢、工业副产氢等形式产出，并进一步用于石油炼制、精细化工合成、汽车燃料和居民日常生活。

可是，常规的氢提取会伴随着大量的能量损失和污染物排放，使得提取氢成本过高不说，环境还被大量地污染。

如今，随着风能、太阳能等可再生能源以及商业电解水系统的迅速发展，电解水制氢成了理想途径之一。

绿色能源海水制氢

淡水在任何一个国家都是稀缺的，电解水制氢的水种类最优选变为了海水，海洋覆盖了地球70%的面积，如果合理的利用海水开发其中的化学资源，必将会缓解现今的能源压力。

近年来，电解海水制氢的技术受到了广泛的关注，以海水为原料的制氢方式主要形成了海水间接制氢和海水直接制氢两个不同的技术路线。

海水间接制氢

海水间接制氢是通过先淡化海水，再电解淡化后的海水制氢的技术。由于海水中含有大量的杂质，如氯离子、钠离子和钙离子等存在，普通电解氢的话，复杂的粒子会对电解过程产生巨大的影响。

如氯离子的强腐蚀性会使得电解用的金属电极耐久性大大降低，与此同时，海水中的钙离子会形成不溶物，电解过程中附着在电极表面，使得电解过程变得极其缓慢。

可是淡化海水的成本较高，相对于传统工业制氢的成本高出不少，同时电解使用的几乎是风电或者太阳能，运输上存在问题，只有特定地区使用。

海水直接制氢

早些年的时候丹麦的风力技术集团“Vesras”连同法国能源巨头“Engie”计划设计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。

可惜的是，丹麦风力集团“Vesras”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。

2022年之前，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，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。

直到2022年11月，谢和平院士团队发表了一篇名为《一种用于制氢的膜基海水电解器》（原名：A membrane-based seawater electrolyser for hydrogen generation）在《自然》杂志上，世界上第一次破解了这个难题，就连《自然》杂志的编辑都说道：

“在此之前我们根本不相信有一种办法能够高效地通过海水直接制氢，可是看完这篇文章后，我们觉得这个技术真的出现了”

这项技术中，通过一种防水透气膜加上浓氢氧化钾溶液，当海水通过的时候，海水本身的杂质离子会被渗透膜挡住，渗透过去的海水在两个膜中间形成“纯水”，直接电解过滤后的海水就可以制造出氢。

该技术在发表后获得了2022年中国科学技术十大进展之一，其给予了海水直接制氢工业大规模应用的可能。

在该技术发表1个月之后，东方电气股份公司与谢和平院士签署了“海水无淡化电解氢原创技术中试和产业化推广应用”协议，并在2023年的5月中下旬，由东方电气集团带头开展了海上测试。

这次实验中，通过风力发电产生1立方米氢气的成本仅仅需要0.4元左右，也就是说每公斤氢气的原料成本低于4元，相对于煤制氢和天然气制氢来说成本大大降低。

低成本制氢会带来什么实际价值吗？

世界范围的绿氢生产

一句话来说，那就是价值超乎想象。

在整个世界范围内，基于环保减碳少排的理念，氢能源作为绿色能源中的大头，各国都争相发展。

在我国氢能已经在2019年正式写入政府工作报告，各地区也开展了氢能源的试点工程。

此次海水直接电解氢技术试点带来的经济影响，我们从一个角度就能够最直观地知晓——证券投资。

在这项技术出现之前，证券公司基于“制氢行业”的评估是处于“普通级别”，可是在试点成功后，各大证券公司都发布了投资建议，认为“海上绿色制氢”达到了证券中强于基准市场的“强于大市”级别。

这是因为从长期角度来看，“风力发电+氢储能”的一体化模式将会成为未来的发展趋势，氢能将会取代天然气等成为城市暖气供应的重要来源，可是缺就缺在没有核心的技术出现，现在技术突破已经初现头角，那就代表整个产业链可能会迎来大升级，各大资本都纷纷跟入。

与此同时，掌握科技专利的情况下，我们能够将技术直接出口到欧洲等地。

欧盟在2020年7月发布了《欧盟氢能战略》，根据估算，2050年的时候，整个欧盟对于氢气的需求大约5600万吨，在这样大量的需求上，欧盟已经提到要向外合作，从其他国家引进新技术。

结语

电解氢的发展在最近几年随着碳中和目标的推进大展身手，可是，要大规模工业生产还需要一定的时间，小型的试点和大规模的商业化应用之间还有很多路要走，有很多的技术需要验证、更新、改进。

不过，此次我们国家掌握的技术在世界范围内可以说是“独一份”，在氢绿色能源方面暂时避免了被外国“卡脖子”的情况。

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