近日，國內首例集灘涂光伏儲能海水制氫一體化項目在大連正式開工。隨著風電等可再生能源裝機逐漸走向深遠海，電力遠距離輸送損耗問題日益顯現。近年來，越來越多的項目開始采用風電耦合海水制氫模式，實現由化石能源向綠色清潔能源轉變，解決深遠海新能源電力消納難題。
業界普遍認為認為，雖然海水制氫這一技術路徑極具前景，但現有電解水技術大都基于純水，目前海水制氫在裝備技術、降本路徑等方面尚有諸多瓶頸，短期內將以試點示范為主。
項目陸續啟動
近年來，風電融合發展成為主要理念，同時電解水制氫產業發展提速，海水制氫技術隨之迎來發展機遇，國內企業加快在海水制氫領域的布局。
如2022年11月15日，圖靈科創自主設計生產的小規模高效海水/堿水電解制氫設備首次亮相，該設備能夠實現在海水中穩定高效工作，消除目前電解槽行業對純水的高度依賴。同月，明陽集團東方CZ9海上風電場示范項目動工，將建設成面向無補貼時代“海上風電+海洋牧場+海水制氫”立體化海洋能源創新開發示范項目。
記者了解到，海水制氫可分為海水直接制氫和海水間接制氫兩種不同的技術路線。目前國內外海水制氫示范項目中，大多采用將海水淡化電解制氫的間接制氫路線，海水直接制氫還處于實驗室階段。從國內進展來看，目前我國大多數海水制氫項目都是小規模試點，處于擬建或在建階段。
川財證券分析指出，可再生能源電解水制氫是構建高效無碳的能源結構體系的重要途徑，海水制氫技術的成熟有助于實現穩定、規模化的海水制氫產能，有望顯著降低綠氫生產成本，促進氫能行業不斷向前發展。
“總體來看，海水制氫正在嘗試從實驗室邁向產業化道路。海上風電與海水淡化、氫能等多種能源綜合開發利用融合發展，有助于實現海域利用效率和制氫規模化生產的雙重提升，是電解水制氫產業的重要發展方向。”蘇州希倍優氫能源科技有限公司總經理李留罐指出。
技術路徑可行
一直以來，電解水制氫受技術、規模、成本等因素影響，其經濟性難以與化石燃料制氫相競爭。“雙碳”目標下，尋求可持續的發展方式已刻不容緩。
在李留罐看來：“海上風電+海水制氫”模式將是未來電解水制氫產業發展的重要方向之一。“數據顯示，我國遠海地區風能儲量是近海的三到四倍以上，因此遠海風電開發潛力巨大，但隨著風力、光伏發電向深遠海發展，單個電場的裝機容量越來越大，遠距離海上電纜的電容問題嚴重限制輸電容量和距離，成本將相應大幅增長。因此，受制于海纜成本的提高導致遠海輸電成本的快速增加，目前我國深遠海風電開發仍存阻力。”
相關數據顯示，目前電壓等級為220千伏的海纜每千米造價在400萬元左右，在離岸70千米以上的海域，海纜在整體海上風電項目中的成本占比可能高達12%左右，遠高于近海風場。
對此，李留罐認為，海上制氫平臺可以解決深遠海可再生電力消納問題，隨著風力發電向深遠海發展，利用可再生電力就地制氫，或將成為未來深遠海可再生能源的主要應用方式。“海上的可再生能源，如風能、光伏、潮汐能等由于波動性強、環境苛刻使得其利用效率低，通過海上可再生能源進行電解海水制氫，不僅能廉價高效地制取綠氫，也可高效利用海上可再生能源。”
諸多挑戰待克服
值得注意的是，雖然海水資源豐富，但海水的復雜成分將導致海水制氫面臨諸多難題與挑戰。
在李留罐看來，目前，海水直接制氫技術仍不算成熟。“海水的雜質非常多，對電解槽的電極是極大的考驗，同時也對整個電解系統和控制也有較高要求，一旦電解槽出現電位差，產生的有毒氯氣也將不利于綠氫生產安全。淡化提純海水面臨淡化提純裝置成本及電價成本等不確定因素，因此，短期內海水直接制氫技術將主要在實驗室階段，規模化生產還有很長的路要求。”
“事實上，對于綠氫生產而言，真正需要關注的是對大規模制氫技術、工藝流程、催化技術、輸送消納進行難點攻堅和優化，以滿足未來未來億噸級的氫氣需求。”李留罐同時指出，除設備技術等還需不斷攻堅外，海水制氫應用端需求及政策支持也尤為關鍵，“隨著終端應用場景的不斷延伸，市場需求也將不斷提升，利好海水制氫規模化發展；同時，希望政策層面能夠出臺一些支持電解水制氫生產的政策，如風電等可再生能源發出的電可直接用于制氫，電網端對過網費可做一定減免，以支持氫能制氫環節的發展。”
站在企業的角度，李留罐指出，相關氫能企業應積極參與、推動海水制氫相關試點示范項目的實踐，慢慢摸索經驗，在持續的技術升級優化過程中逐步走向成熟，并最終迎來大規模產業化應用，實現海水制氫產業良性循環發展。
