海洋覆盖了地表约71%的面积,含有十三亿五千多万立方千米的水,同时还拥有包括海上风能、太阳能、波浪能等多种能量在内的海洋清洁能源,丰富的水源与能源为发展海洋氢能提供了良好的条件,海洋氢能有望成为未来能源独立与安全的破局关键。
为抢占能源转型发展先机,全球多个国家对海洋氢能的应用方向产生了诸多探索与尝试。近年来,部分国家开始制定海洋氢能的发展战略规划或路线图,我国也在加快对海洋氢能的开发与建设,不断探索海洋氢能的应用场景。
目前,海洋氢能的应用主要有海底供电、海水制氢、海底输氢管道、海上一体化生产作业等方向。以下是国内外海洋氢能案例梳理:
海水制氢
2024年5月,东方电气(福建)创新研究院有限公司团队在内蒙古鄂尔多斯圆满完成中石油长庆油田气田采出水无纯化电解制氢现场试验。该项目采用海水无淡化原位直接电解制氢技术,是该技术首次应用于工业废水制氢领域。试验期间,示范样机氢气产量达到额定值,现场测量显示氢气纯度达到99.999%。
2024年3月,国家重点研发计划“氢能技术”重点专项项目“兆瓦级抗波动直接电解海水制氢关键技术研究与装备集成应用”获得科技部立项,这是科技部立项的第一个直接电解海水制氢共性技术类项目;3月14日,中石化销研院前往天津石化研究院调研“海水直接电解制氢技术”项目,该项目目前已完成实验室小试。
2023年10月,东福院与中国石油长庆油田分公司签署项目合作协议,将无淡化海水原位直接电解制氢技术应用于长庆油田。这是该技术在海上中试成功后,首次应用于工业废水制氢领域。
2023年9月,大连中石化物资装备有限公司中国石化氢能重点实验室发布招标公告,计划采购1套10m³/h海水直接电解制氢实验装置。
2023年8月,国家能源集团海南电力发布《海南公司乐东公司电解海水制氢中试阶段平台建设及工艺研发项目技术开发项目竞争性谈判结果公告》,项目中标供应商为海南大学。后期,双方将联合开展电解海水制氢中试阶段平台建设及工艺研发科技项目。
海底输氢管道
2024年8月,意大利船级社和海洋工程咨询公司RINA为Saipem的海底氢气管道计划颁发了两项认证,授予Saipem原则批准(AiP)和氢气管道安全方法的技术资格,这些认可增加了Saipem 65年海上碳氢化合物运输活动的记录,并证明了Saipem计划、实现和安装氢气运输管道的能力。
另据公开报道,广东省海底掺氢管道项目是我国首条掺氢海底管道,线路全长55千米,预计输量可达40亿方/年。随着项目的成功实施,为破解氢气运输难题提供“广东方案”。
海上一体化生产作业
2024年8月,北京石油化工工程有限公司组织召开了国家能源集团氢能科技有限责任公司“海洋氢能制-储-输-用全链条关键技术研究及示范验证项目”初步设计审查会。该项目采用“一站式海上绿色氢醇氨生产作业系统”,是国内实证海洋氢能制-储-输-用全链条最完整的技术工艺示范。项目利用海上新能源离网制氢,并将绿氢进一步转换为容易储存的氨和甲醇,实现海上新能源的转换和储运,验证海洋氢能制-储-输-用总体方案的可行性。
2024年4月,国家能源集团国华投资氢能公司与烟台中集来福士,在中集海洋工程研究院举行了海洋氢能制、储、输、用全链条及海上新能源制氢与综合利用研究的海洋绿氢合成氨醇一体化成套设备合同的签约仪式。
2022年4月13日,中国海油正式成立中海石油(中国)有限公司北京新能源分公司,新能源分公司的主要业务为开展海陆风光发电、加大CCUS科技攻关、探索培育氢能等,依托海洋资源,探索海上风电制氢及储运一体化等差异化氢能综合技术。
海底供电
2022年4月25日,德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心(GEOMAR)牵头开发的海底供电型燃料电池已完成陆上测试,进入海上测试阶段。该型电池由高分子电解质膜和铂基电极组成,包含了11罐氢气和5罐氧气,该型电池的额定工作深度是1200米,可提供约120千瓦的电力,输出功率为150~1000瓦,能够长期为海底观测站供电,还能为ROV、AUV和水下漫游车等设备充电,且成本低廉。
整体来看,目前海洋氢能应用主要体现在供电、制氢、储运以及一体化生产作业等方面,未来还有更多的应用场景等待解锁与拓展,相信海洋氢能将成为氢能产业的重要组成部分,潜力巨大。
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2024年第三季度以来,国内多个地区的氢能发展势头高涨。公开信息显示,从8月1日到8月19日,武汉、云南、成都、云南、包头、铁岭、陕西等多个地区有氢能项目签约落地,计划投资总额超245亿元。
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近期,国际氢能巨头企业陆续发布2024Q2财报,并基于2024年整个上半年运行情况对全年乃至明年的发展进行预测。这些企业包括巴拉德、巴斯夫、Plug Power、蒂森克虏伯新纪元、挪威NEL、Bloom Energy、ITM Power、Nikola等。
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西门子作为自动化和数字化领域的创新先驱,对氢能产业的布局和发展始终保持着敏锐的洞察力。在近期对西门子的一次采访中,西门子数字化工业集团化工行业总经理徐一滨、过程工业软件部中国区总经理孟广田博士以及西门子氢能业务拓展经理李想 ,向我们分享了他们对于氢能行业发展看法、化工行业跨界氢能“新赛道”的破局之道以及西门子的创新模式。
作者:吴梦晗 胡静
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