近日,東方電氣集團與深圳大學/四川大學謝和平院士團隊合作,首次實現(xiàn)海上風電與海水直接電解制氫一體化,在大海中利用海上風電驅動海水制氫。
節(jié)水與消納海上風電同行
上述項目團隊的合作方——東方電氣(福建)創(chuàng)新研究院有限公司執(zhí)行董事、總經理劉泰生在接受《中國能源報》記者采訪時表示,項目取得了兩個突破:一是在3級至8級大風、0.3米至0.9米海浪干擾下,平臺首次與海上風電直接對接,連續(xù)穩(wěn)定運行240個小時,海水雜質離子阻隔率高達99.99%以上,制氫純度達到99.9%至99.99%;二是研究團隊還完成了中石油長慶油氣田采出水無純化電解制氫現(xiàn)場試驗,期間,示范樣機氫氣產量達到額定值,現(xiàn)場測量顯示氫氣純度達到99.999%。
我國淡水資源相對短缺,如何解決可再生能源資源豐富和淡水資源短缺的矛盾?謝和平院士及其科研團隊以物理力學和電化學相結合的思路,開創(chuàng)了無淡化海水原位直接電解制氫技術,很好地解決了上述問題。
“不僅克服了淡水資源短缺的困難。”在劉泰生看來,“該技術的突破同時還解決了深遠海可再生能源消納的問題。”
經測算,我國可開發(fā)的深遠海海上風電資源可達20億千瓦。利用深遠海的可再生能源在海上制氫,然后再就地轉化為氨,使得可再生能源就地轉化為綠色原材料。“這將開啟海洋能源利用新賽道,也能切實解決深遠海風力資源的消納問題。”劉泰生說。
有望實現(xiàn)“海陸并舉”
在劉泰生看來,海水無淡化原位直接電解制氫技術前景廣闊,未來有助于實現(xiàn)“海陸并舉”。
在海上,海水無淡化原位直接電解制氫技術可與海上風電、光伏、石油鉆井平臺等結合,實現(xiàn)深遠海綠色電力就地消納,解決深遠海電力難以傳輸回陸地的難題,大幅降低風電傳輸、消納成本和制氫成本,并進一步就地轉化生產綠氨、綠色甲醇等高附加值化工產品,加快推進海洋可再生能源的綜合開發(fā)和利用。
在陸上,海水無淡化原位直接電解制氫技術可用于油氣田采出水、火電廠脫硫廢水等工業(yè)廢水制氫,以及城市內的生活污水制氫,不僅可有效降低水處理成本,實現(xiàn)產氫增值,還能為綠色節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。
“尤其是西北地區(qū),風光資源豐富但水資源匱乏,無法實現(xiàn)淡水制氫,而諸如居民生活廢水、苦咸水、鹽湖水等,都可以制氫。”劉泰生說,“這種技術可以充分利用當?shù)厣钌a廢水等來制氫,切實解決清潔能源消納和利用問題。”
或成能源開發(fā)新路徑
那么,如何推動這項技術走出實驗室,實現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展?目前而言,還需攻克一些難題。
“電解水制氫最大的成本來自于用電,如果電價下降到合適區(qū)間,綠電電解水制氫將比煤化工制氫更有優(yōu)勢,而且產出的還是綠氫。”劉泰生說。“建議允許隔墻售電,讓電站多種經營,在出售電力的同時,將富余電力用來制氫,這是消納可再生能源非常好的方式。”
據(jù)劉泰生介紹,東方電氣(福建)創(chuàng)新研究院有限公司在福建曾做過測算,根據(jù)目前的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價,若將電站的棄電用于制氫,制氫的成本可低至5元/公斤。
盡管目前還有諸多的困難,但是研究團隊仍然充滿信心。謝和平院士認為,通過將取之不盡的海水資源直接制氫,并結合海上風電技術,將改變未來能源開發(fā)路徑。