“福州造”!国内首套110标方海水直接制氢装备即将启动陆上试验

【核心提示】

党的二十届三中全会提出,加强关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新。

当前,氢能成为各地争相发展的新万亿级赛道。如何在氢能产业竞速中拔得头筹?福州将解题目光瞄准海洋。海洋是地球上最大的氢矿,通过取之不尽的海水资源直接制氢,将为绿氢产业的发展提供全新路径。

东福研究院科研人员观测电解制氢情况。记者 林双伟 摄

【我在现场】

打开“氢”世界的大门,制氢是关键钥匙。

近日,在位于福州高新区的东方电气(福建)创新研究院有限公司,全球首套与可再生能源相结合的漂浮式海上制氢平台——“东福一号”凯旋。而由该公司团队研发的国内首套110标方海水直接制氢装备出征广东,即将开启陆上试验。

去年5月,东福研究院在福清市兴化湾联合开展了1.2标方海水原位直接电解制氢海上中试,通过“东福一号”,中国工程院院士谢和平团队在全球首创的海水直接电解制氢技术得到验证。

如果说“东福一号”是“从1到10”的中试平台,那么110标方海水直接制氢装置则是“东福一号”的迭代升级版,将实现每小时制成110立方米的氢气,这意味着海水直接电解制氢技术走向产业化、规模化,让科技成果“从10到100”。

从1.2标方升级到110标方,数字变化的背后,是道不尽的技术难点。

首先是体积问题。“‘东福一号’是1.2标方的制氢装置,仅电解槽体积就跟1个集装箱差不多。如果按同原理将装置等比例放大,110标方海水直接制氢装置将非常大,这显然行不通。”东福研究院总经理刘泰生说,装置面积大不仅移动不便,在海上还容易出现安全风险。

为了破解难题,东福研究院科研团队从去年5月开始技术攻关,经过一年多,终于找到最优方案:采取分体式系统,将电解液循环、海水无淡化传质和制氢单元分离,研发先进的膜组件,提高流量匹配,将体积变小。最终,110标方海水直接制氢装置体积大幅减小,完全适合海上布置。

技术产业化,还需打造更完善的配套和辅助系统。针对海上装置面临的海水晃动、腐蚀等问题,东福研究院科研团队研发了一套工业化系统,集成智慧供电、自动控制、消防、安全警报等功能,可以实时保障装置安全运行。

关关难过关关过,东福研究院科研团队8月完成该装置主体设备的研发设计、计算校核、制造等工作,计划本月开展陆上试验,然后投入海上试验。

制氢关键技术实现新突破,离不开政策的“东风”。

上月,东福研究院从福州高新区创业大厦搬迁至福州高新区东福研究院园区。新场地内,一系列实验室、研发中心即将投用,企业人才队伍也将进一步壮大,为产品研发提供智力支撑。

不仅给空间,福州高新区还为东福研究院提供“一企一策”服务。“公司成立两年来,福州高新区主要领导多次上门现场办公,解决了项目审批、场地装修、人才公寓等问题。”刘泰生说,在高新区,他真切感受到“马上就办、真抓实干”的高效工作作风和人民至上的执政理念。

一系列政策“护航”下,一条未来氢能产业链加速形成。东福研究院正在研发全球最大的漂浮式海上风电平台,打造“海水制氢+氢氨一体化”技术产业链,即通过海上风电制绿电,绿电直接电解海水制绿氢,同时从空气中提取氮气,与氢一起合成氨,就地转化为可储运的氨燃料,打造全新的氢能产业赛道。

【共话新质生产力】

中国工程院院士谢和平:

在海上风电发展迅速、海水资源十分丰富(占地球水资源总量的97%)的背景下,利用海水直接电解制氢技术和海上风电技术向海洋要氢,成为绿氢制取的重要方向。这就像在大海上建起一座座“氢矿”,产出的绿氢可直接通过海上油气管道等进行远距离运输,提供大量氢能。

展望未来,实现“双碳”目标的过程中,氢能源将在交通、工业、建筑、电力、国防、航空航天等领域发挥更大作用。这需要科研工作者和一线企业共同努力,开发氢能制取、储存、运输、利用等一系列新技术。