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刘泰生:海水直接电解水制氢突破,成本降至0.3元/立方米
最后更新: 2024-05-08 22:06:26观察者网:困难能不能再展开一些?
刘泰生:比如电流的变化。海上风力发电机输出的电力,原位电解制氢需要输入的电力,二者是不一样的。海上风力发电机输出高压交流电,要稳定转化为几伏的直流电。这个电流的变化过程看似简单,实际困难很大。海上风电功率不稳定,如何通过整流变化实现电的平稳输出?进行电流、电源的变化管理,还要维持经济性,这是很花心思的。
再比如海上电缆。随着潮涨潮落,电缆一会儿拉直甚至快要绷断,一会儿过松甚至快要飘走。为了解决海上漂浮式浮体供电的电缆问题,我们想了很多办法,最后终于用半固定式浮筒的方式把电缆固定住。同时,还有自转式的、自收紧的、自收放的装置,适应潮汐的变化,使得电缆长度能够自然适应海洋洋流和潮汐变化的需求,这些问题只有现场才能感受到。
另外,如何能够让漂浮体尽可能稳定在海面上,如何加固,增强抗风浪能力,也很不容易。
观察者网:要解决您说的这些具体问题,其实要用到很多设备装置。能不能谈谈产业基础和上下游供应链的支持?
刘泰生:在兴化湾边上的三峡产业园里有一家东方电气的子企业,东方电气风电(福建)有限公司,提供产业支持,从事加工、维护、改造、吊装、检修等业务。同时,东方电气集团在兴化湾还有一家从事海上风电维护检修的公司,能够提供电气方面的服务工作与安全工作。本次出海的安全工作,都是由当地东方电气子企业专门派遣的安全员完成的,包括安全督查、安全检查、安全防范等,使得实验得以顺利开展。本地产业链上的各个企业,以及业主方(三峡集团)都给予了很大支持。我们用的风机位于三峡集团兴化湾海上风电场,是由东方电气集团设计制造之后卖给三峡集团的。本次出海,我们得到了上下游兄弟企业各个方面的支持帮助,也有助于我们解决现场的很多问题。还有地方政府,尤其是福清市政府,给予我们全方位的支持和帮助。
三峡集团福建福清兴化湾二期海上风电场,福建省发改委供图
观察者网:您说的12人的核心团队,他的平均年龄应该非常年轻吧?
刘泰生:确实比较年轻。队伍中有10个人是去年10月份以后才加入到我们创新研究院。
这10个人基本上都是30岁以下,年纪最大的是一名刚毕业的博士,才28岁。他们从高校里接收各行业最新的知识,能很快理解海水制氢原理。所以,做新产业,要用最新的人,因为他们掌握行业里最前沿的、最先进的理念和技术。
观察者网:请您谈一下产业的经济前景。有报道称,电解能耗大约是每立方氢气5千瓦时,这个数据与目前纯水制氢的能耗较为接近。未来有没有可能进一步降低?
刘泰生:其实你仔细看我们的技术原理就会发现,它只涉及补充淡水的问题,并不涉及电解过程中的能耗。这个解决角度非常巧妙,与传统海水直接电解制氢不同的是,我们用先进的膜技术加上最传统、最成熟的碱性电解水技术合成新技术,其能耗与电解槽自身水平有关。电解槽的能耗低,整体能耗就低。
举例而言,在碱性电解水制氢方面,目前国内已经出现了每生成1立方米氢气消耗4.3度电的报道,较之于我们传统方式下每立方米5度电的消耗,是明显进步。未来在制氢的能耗上会有进一步降低,主要途径是电解槽技术的提升。
观察者网:您之前还强调,东方电气了解这方面的市场和需求,知道这个场景下可能这样做是非常有经济性的,能不能谈一下这方面的需求以及应用场景前景如何?
刘泰生:这方面有很多例子。
首先,深远海的能源开发。离岸100公里以上的海上风电资源非常丰富,风力远远高于岸上或近海。但深远海海上风电的问题在于,发的电无法输送回陆地。铺设海底电缆的代价和难度太高,面临着电能必须就地转化为产品的问题。
如果通过电解水制氢,在海上也面临缺少淡水的问题。因此,尽可能低成本地电解海水,是自然而然的方向。随着国家海上风电的发展,走向深远海是未来市场发展趋势。同时,能不能从空气中提取氮气,与氢一起合成氨,从而建立海洋化工厂?因此,深远海能源利用对海水电解制氢提出了非常大的需求。
第二,中国对氢的需求量很大。目前,大部分氢来自于煤化工制氢,或石油天然气制氢,碳排放高。一直有声音呼吁新的氢气来源,这是国内很多地方的共同需求。同时,中国也存在很多电力富余的情况,尤其是在西北地区,甚至东南沿海某些地区,电网无法消纳,电力存储成本太高,浪费又太可惜,如果能够用于海水制氢是最好的。
对于海水制氢或非淡水制氢,市场需求是真实迫切的,也是行业痛点。从这个角度出发,我们认同这个技术,对其市场价值有深切感受。
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本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 袁逸泓 
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