最近霍尔木兹海峡油轮被扣的事儿闹得沸沸扬扬,投行直接把四季度油价预测往上调了两格,不少人又开始担心能源被卡脖子的问题。转头山东日照的海边,一个集装箱大小的铁疙瘩,正抽着咸海水咕嘟咕嘟往外冒氢气,连预处理都不用做。这边还为石油航线的变数心惊肉跳,那边已经把能源来源打到海水头上了,想想就挺有意思。
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青岛炼化那套110千瓦的直接海水电解装置,今年3月累计运行已经突破1000小时。每小时能产出20立方米绿氢,供电全靠旁边13兆瓦的海上光伏,完全是零碳的绿能。最关键的是它跳过了海水淡化这道必须的工序,电解槽直接用生海水制氢。一下省掉了整套淡化厂的建设和运维成本,研发合作方是大连石油化工研究院。
日照岚山的装置更会精打细算,直接把钢厂废弃的余热接进来给海水预热。一年能处理800吨海水,产出19.2万标方绿氢,还顺带产出350吨浓卤水。这些浓卤水不是没用的废料,晒盐、提溴、做化工原料都能接着用。海水进来走一趟,氢气出来了,盐留下了,余热也没浪费,一点资源都不糟蹋。
为啥这项技术全世界折腾了二十多年,都没人能真正搞定落地?海水里的离子太能搞破坏,氯离子跑到阳极抢位置,生成的次氯酸盐能把电极腐蚀出窟窿。钙镁离子赖在阴极不走,慢慢结成一层白垢,把催化剂糊上没几天设备就趴窝。不少国家做出来的试验样机,连几百小时都扛不过去,更别说稳定产氢了。
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这两年国内多个技术路线同时取得突破,终于把这块硬骨头啃下来了。青岛这套装置先用上千小时的稳定运行数据,把行业最担心的稳定性问题给解决了。谢和平团队研发的双极膜结构,能在产氢的同时副产淡水,虽然还需要更多数据优化产水比例,但方向完全走对了。
国内另一个研发团队用阳离子抑制剂搭配镍基载体,在天然海水里稳定运行几百小时都没有明显衰减,还不用提前往水里加碱。东方电气的110标方系统也完成了千小时级验证,证明这套技术不只是实验室里的漂亮数据,具备落地的可能。港大黄明欣团队研发的SS-H2不锈钢,更是一刀砍下了设备成本。原来10兆瓦PEM电解槽用的钛结构件要花1780万港币,换成这种不锈钢后,成本能压到原来的几十分之一。
设备成本降下来,整个海水直接制氢项目的经济性就完全不一样了。如东国华那个400兆瓦光伏配1500标方每小时制氢的项目,运行成本已经摸到了传统灰氢的边线。日照这边把余热、海水、光伏、浓卤水四笔账算到一起,运行成本已经压到了每公斤20元以下。这里得说清楚,这个价格是运行成本,不含设备折旧和储运环节,别被网上“氢气马上白菜价”的说法带偏了。
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从现在的示范装置,到万吨级规模全面铺开,中间还有五到八年的产业爬坡期。能不能走得更快,一方面看光伏电价能不能继续往下降,另一方面得看重卡、船舶、冶金这些用氢大户的设备更新进度。油价不会明天就崩盘,但能源转型的大方向已经很难逆转了。
国际能源署早就判断,2030年前后全球原油需求就会见顶,四大用油行业已经开始被新能源替代。沙特阿美二季度财报里,自己都提到了“转型加速带来的资产减值风险”,产油大国对这种风向比谁都敏感。之前日本水岛联合石化就因为海峡局势紧张,减产了乙烯产能,他们的原料石脑油七成多依赖中东进口。
台湾地区把绿氢进口目标往上调,算完账发现从日本澳洲运液氢到岸,成本比大陆自产贵三倍。市场从来只认性价比,谁的东西价钱实在就买谁的。美国本土的电解槽产能和中国的差距明摆着,连膜和催化剂都得从长三角进货。当年光伏和锂电池我们怎么靠成本和规模卡位,氢能这一轮也在重复同样的路径。
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三十年前,我们每年要掏三千多亿美元外汇买石油,商船得在马六甲、霍尔木兹、几内亚湾这些敏感海域来回跑,处处受制于人。现在一勺海水加一度光伏电,沿海拉一条产业长廊,就能把整个氢能产业链转起来。不是说原油明天就会变成白菜价,而是我们在全球能源议价桌上,多了一把自己亲手做的凳子。主动权握在自己手里,再也不用看别人的脸色过日子。
参考资料:人民日报 中国攻克海水直接制氢技术难题
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