导读:我国海水制氢技术获关键突破,这对减石油进口、稳能源安全到底有多大用?
有消息称,中科院大连化物所今年初在海水制氢的核心膜材料上搞出了新东西:以前海水里的氯离子、镁离子总把电解槽搞坏,膜用半年就得换,现在新研发的“抗腐蚀质子交换膜”,连续用18个月性能还能保持90%以上。
更关键的是效率和成本,这套技术的制氢效率现在能到78%,比3年前的传统海水制氢技术提高了15个百分点,而每吨氢的成本直接降到2800元,要知道以前用天然气制氢都得3200元/吨,用石油裂解制氢更贵,得4000元往上。
可能有人觉得“不就每吨省几百块吗”,但看规模就不一样了。我国现在每年工业用氢量超3000万吨,其中近60%靠化石能源石油、天然气制氢,要是把这些里的10%换成海水制氢,一年就能省出20多亿元成本,更重要的是能少用多少石油?
算下来,每吨石油大概能制0.3吨氢,10%的工业用氢就是300万吨,得用1000万吨石油才能制出来,这1000万吨石油,差不多就是我国半个月的石油进口量了。
众所周知,我国石油对外依存度常年超70%,2024年进口量更是达到5.2亿吨。但很多人不知道,石油不只是用来开车、烧锅炉,还有一大块是用来制氢的:化工行业要做化肥、塑料、炼化,都离不开氢气。
以前行业里常说“要氢先找油”,因为石油裂解过程中既能出汽油、柴油,还能副产氢气,很多炼化厂都这么干,等于把石油“一劈两半用”,但也把化工行业的“命”跟石油价格绑死了。
就比如说山东东营的某大型炼化厂,2023年还靠石油裂解副产氢,当时国际油价涨到90美元/桶的时候,厂里光买石油制氢的成本就比前年多花了3.2亿元。去年下半年他们试点用大连化物所的海水制氢技术,建了个1000立方米/小时的制氢站,半年下来,光替代石油制氢这一块,就少进口了2.3万吨石油,折算成人民币省了1.8亿元,而且氢的纯度还比以前高,生产的化肥合格率都提了2个百分点。
这种试点不是个例,据中国石油和化学工业联合会的数据,现在全国已有17家炼化企业在试用水制氢替代化石能源制氢,2024年全年累计减少石油消耗18万吨,虽然跟5.2亿吨的进口量比起来看似不多,但这只是“起步阶段”:今年这些企业还要扩产,预计全年能减少石油消耗50万吨,相当于我国1天的石油进口量。
小风认为,海水制氢技术的价值,绝不止“替代石油制氢”这么简单,它还能帮着消化光伏、风电的“弃电”,等于把“绿电”变成“绿氢”存起来,这才是更长远的事。我国西部光伏、风电多,但很多时候因为电网消纳不了,只能“弃风弃光”,2024年全国光伏弃电率还有3%左右,就是说有近100亿度电发出来用不了,浪费了。

而海水制氢刚好能当“储能池”:白天光伏电多的时候,就用来制氢,晚上电少的时候,氢还能反过来发电虽然现在氢发电效率还不高,但技术在进步。这不,青海虽然没有海,但他们用盐湖卤水成分跟海水类似,就是盐浓度更高搞“光伏+卤水制氢”项目,去年一年就消纳了2.5亿度光伏弃电,还产出1.2万吨氢,这些氢全供给了当地的钾肥厂,又帮钾肥厂少用了8000吨天然气,等于间接减少了石油进口的“竞争需求”天然气不够的时候,有些厂会改用石油。
更别说带动设备产业了。以前海水制氢的电解槽、膜材料都得进口,电解槽里的“双极板”,德国某品牌卖1.2万元/平方米,现在国内苏州某企业已经能生产,性能差不多,价格只要7200元/平方米,今年前5个月订单就接了3.8亿元,比去年全年还多。还有配套的海水预处理设备,以前靠进口,现在青岛、大连的企业都能做,成本降了40%,连东南亚的企业都来采购。
说实话,欧美也在搞海水制氢,但他们的进度比我们慢半拍。欧洲现在最好的海水制氢技术,效率也就70%,成本还在4500元/吨以上,比我国高60%;美国虽然效率能到75%,但他们的电解槽依赖进口,而且海岸线虽然长,却因为环保抗议,建个制氢站得审批两三年:去年美国加州一个海水制氢项目,就因为环保组织说“影响海鸟”,推迟了18个月才开工。
我国的优势就很明显了:一是海岸线长,1.8万公里海岸线,从辽宁营口到海南洋浦,能建制氢站的地方多,而且审批效率高,只要符合环保标准,半年就能开工;二是产业链全,从膜材料到电解槽,再到海水预处理设备,国内都有企业能做,不用看别人脸色;三是绿电资源足,西部有光伏风电,东部沿海有海上风电,制氢的“电成本”能压下来:我国海上风电的度电成本现在降到0.3元以下,而欧洲海上风电度电成本还在0.6元以上,电便宜了,氢自然就便宜。
有消息称,泰国、马来西亚这些东南亚国家,已经在跟我国谈海水制氢技术合作了:他们的化工行业也靠石油制氢,进口石油成本高,想引进我国的技术和设备,用当地的光伏电制氢。要是合作成了,不仅能帮他们减少石油进口,还能带动我国制氢设备出口,去年我国制氢设备出口额才2.3亿美元,今年光跟东南亚的意向订单就有5亿美元,这也是个意外之喜。
不过,也不能光说好处,海水制氢现在还有两个难题没完全解决。第一个是氢气的运输和储存:氢气密度小,用高压罐车运,100公里成本就得80元/吨,要是从海南运到湖南,1500公里,光运费就1200元/吨,加上制氢成本2800元,总成本就4000元,跟石油制氢差不多了,没优势。
第二个是规模化:现在我国最大的海水制氢站,产能也就1万吨/年,而全国化工行业一年要3000万吨氢,要替代10%,就得建300个这样的站,投资得几百亿,而且得配套管网、储氢设施,不是一天两天能搞定的。
但这些问题也在解决。运输方面,国内已经在修输氢管道了,内蒙古到北京的“蒙京输氢管道”明年就能通,管道输氢100公里成本只要20元,比罐车便宜75%;储存方面,中科院上海分院在搞“固态储氢材料”,用铝合金材料储氢,体积储氢密度比高压罐高3倍,而且寿命能到10年,比现在的高压罐寿命5年翻了一倍,预计后年就能量产。
最后总结:
我国海水制氢技术突破,不是“花架子”,是真能帮着减少石油进口,还能带动绿电、设备产业链,虽然运输储存还有点小问题,但都在慢慢解决。随着技术再升级,明年制氢成本可能降到2500元/吨以下,替代的石油量只会更多,能源安全也能更稳。对此你怎么看?欢迎在评论区说说你的看法。
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