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劉泰生:海水直接電解水制氫突破,成本降至0.3元/立方米
最后更新: 2024-05-08 22:06:26觀察者網:困難能不能再展開一些?
劉泰生:比如電流的變化。海上風力發電機輸出的電力,原位電解制氫需要輸入的電力,二者是不一樣的。海上風力發電機輸出高壓交流電,要穩定轉化為幾伏的直流電。這個電流的變化過程看似簡單,實際困難很大。海上風電功率不穩定,如何通過整流變化實現電的平穩輸出?進行電流、電源的變化管理,還要維持經濟性,這是很花心思的。
再比如海上電纜。隨著潮漲潮落,電纜一會兒拉直甚至快要繃斷,一會兒過松甚至快要飄走。為了解決海上漂浮式浮體供電的電纜問題,我們想了很多辦法,最后終于用半固定式浮筒的方式把電纜固定住。同時,還有自轉式的、自收緊的、自收放的裝置,適應潮汐的變化,使得電纜長度能夠自然適應海洋洋流和潮汐變化的需求,這些問題只有現場才能感受到。
另外,如何能夠讓漂浮體盡可能穩定在海面上,如何加固,增強抗風浪能力,也很不容易。
觀察者網:要解決您說的這些具體問題,其實要用到很多設備裝置。能不能談談產業基礎和上下游供應鏈的支持?
劉泰生:在興化灣邊上的三峽產業園里有一家東方電氣的子企業,東方電氣風電(福建)有限公司,提供產業支持,從事加工、維護、改造、吊裝、檢修等業務。同時,東方電氣集團在興化灣還有一家從事海上風電維護檢修的公司,能夠提供電氣方面的服務工作與安全工作。本次出海的安全工作,都是由當地東方電氣子企業專門派遣的安全員完成的,包括安全督查、安全檢查、安全防范等,使得實驗得以順利開展。本地產業鏈上的各個企業,以及業主方(三峽集團)都給予了很大支持。我們用的風機位于三峽集團興化灣海上風電場,是由東方電氣集團設計制造之后賣給三峽集團的。本次出海,我們得到了上下游兄弟企業各個方面的支持幫助,也有助于我們解決現場的很多問題。還有地方政府,尤其是福清市政府,給予我們全方位的支持和幫助。
三峽集團福建福清興化灣二期海上風電場,福建省發改委供圖
觀察者網:您說的12人的核心團隊,他的平均年齡應該非常年輕吧?
劉泰生:確實比較年輕。隊伍中有10個人是去年10月份以后才加入到我們創新研究院。
這10個人基本上都是30歲以下,年紀最大的是一名剛畢業的博士,才28歲。他們從高校里接收各行業最新的知識,能很快理解海水制氫原理。所以,做新產業,要用最新的人,因為他們掌握行業里最前沿的、最先進的理念和技術。
觀察者網:請您談一下產業的經濟前景。有報道稱,電解能耗大約是每立方氫氣5千瓦時,這個數據與目前純水制氫的能耗較為接近。未來有沒有可能進一步降低?
劉泰生:其實你仔細看我們的技術原理就會發現,它只涉及補充淡水的問題,并不涉及電解過程中的能耗。這個解決角度非常巧妙,與傳統海水直接電解制氫不同的是,我們用先進的膜技術加上最傳統、最成熟的堿性電解水技術合成新技術,其能耗與電解槽自身水平有關。電解槽的能耗低,整體能耗就低。
舉例而言,在堿性電解水制氫方面,目前國內已經出現了每生成1立方米氫氣消耗4.3度電的報道,較之于我們傳統方式下每立方米5度電的消耗,是明顯進步。未來在制氫的能耗上會有進一步降低,主要途徑是電解槽技術的提升。
觀察者網:您之前還強調,東方電氣了解這方面的市場和需求,知道這個場景下可能這樣做是非常有經濟性的,能不能談一下這方面的需求以及應用場景前景如何?
劉泰生:這方面有很多例子。
首先,深遠海的能源開發。離岸100公里以上的海上風電資源非常豐富,風力遠遠高于岸上或近海。但深遠海海上風電的問題在于,發的電無法輸送回陸地。鋪設海底電纜的代價和難度太高,面臨著電能必須就地轉化為產品的問題。
如果通過電解水制氫,在海上也面臨缺少淡水的問題。因此,盡可能低成本地電解海水,是自然而然的方向。隨著國家海上風電的發展,走向深遠海是未來市場發展趨勢。同時,能不能從空氣中提取氮氣,與氫一起合成氨,從而建立海洋化工廠?因此,深遠海能源利用對海水電解制氫提出了非常大的需求。
第二,中國對氫的需求量很大。目前,大部分氫來自于煤化工制氫,或石油天然氣制氫,碳排放高。一直有聲音呼吁新的氫氣來源,這是國內很多地方的共同需求。同時,中國也存在很多電力富余的情況,尤其是在西北地區,甚至東南沿海某些地區,電網無法消納,電力存儲成本太高,浪費又太可惜,如果能夠用于海水制氫是最好的。
對于海水制氫或非淡水制氫,市場需求是真實迫切的,也是行業痛點。從這個角度出發,我們認同這個技術,對其市場價值有深切感受。
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 袁逸泓 
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