向光要电、向海要氢!山东青岛建成我国首个工厂化海水制氢项目在过去很长时间,电解水制氢技术依赖淡水资源。但由于淡水资源的珍贵,给氢能产业规模化应用带来挑战。
而海洋是地球上最大的“氢矿”,对于青岛这样的沿海城市来说,向取之不尽的大海要水来制氢是未来发展的重要战略方向!
于是在2024年12月13日,我国首个工厂化海水直接制氢科研项目在青岛炼化氢能“产研加”示范园内建成试运行,该项目采用工厂化运行方式,利用青岛炼化水上光伏电站生产的部分绿电,通过电解槽将海水分解为氢气和氧气。
项目打通了从催化剂、电极到关键部件设计直至系统集成全流程,突破了从实验室小试到工业中试规模的技术瓶颈,产品氢气中氧含量低于2ppm。低于GB/T 37244-2018规定的燃料电池车用氢气中氧气含量小于5ppm要求,可直接并入炼厂氢管网利用。
目前该项目每小时可生产绿氢20立方米,直接用于炼化生产或氢能车辆加注,整个生产过程完全在工厂内进行。查阅项目的相关资料还可以发现,该项目将“水面光伏”与“绿电制绿氢”结合,开展“向光要电、向海要氢”技术和项目攻关。
海水盐含量高达3%,海水杂质中的氯离子会腐蚀电解制氢设备的电极材料,大量阳离子还会发生反应沉积在电极表面或堵塞设备孔道,影响电解效率甚至造成设备损坏。
但通过开展耐氯电极、高性能极板、海水循环等技术攻关,利用光伏绿电,最终实现海水直接电解产绿氢。
另外,作为氢能产业体系的关键一环,该项目位于集氢能“生产、研发、加装”三位一体的氢能“产研加”示范园内,所产氢气就近并网,实现了科研开发与应用场景的高度耦合互联。项目还探索对试验中的过程产品进行回收利用,降低过程放散损失,在保护环境和节能降耗等方面均具有较好的示范引领作用。
在“向海要氢”的同时,青岛还着眼于整个产业链的发展。今年10月,建成青岛首座具有商业运营资质的加氢站,缓解济青氢能走廊青岛端氢能示范专线车辆加氢难题。
下一步,还将依托氢能“产研加”示范园,利用已建7.5兆瓦、在建7.4兆瓦和规划的26兆瓦光伏绿电项目,深入开展绿电制绿氢、海水制氢等氢能技术攻关和示范项目建设,力争率先在氢能交通领域实现绿氢替代。
不仅仅在青岛,我国沿海地区和海域均拥有较为丰富的风能、太阳能和海水资源,具备绿电生产绿氢的优势。利用海水直接电解制氢,可将不稳定且较难储存的绿电资源就地转化为相对容易储存和消纳的绿氢资源,还能节省宝贵的淡水资源,为氢能产业发展开辟新途径。
此次山东青岛建成我国首个工厂化海水制氢项目,利用绿电将海水电解制氢的同时,不仅将为沿海地区消纳可再生绿电生产绿氢提供落地方案,也为资源化利用高含盐工业废水提供了新的解决思路!
