你听说过吗? 诺贝尔奖得主都公开承认“没想到”——中国科学家竟然把海水直接变成氢气的技术,这么快就从实验室搬到了大海上,而且成本已经逼近每公斤20块钱。 这意味着,取之不尽的海水,正在变成我们手里最硬的“能源王牌”。
过去半个世纪,全球科学家都在死磕同一个难题:怎么才能跳过海水淡化,直接用电把海水分解成氢气? 海水里90多种元素,氯离子、镁离子就像“材料杀手”,分分钟腐蚀设备。
传统思路是先淡化再电解,成本高得吓人,根本没法商业化。 大家都觉得,这事儿理论上行,工程上没戏。
但中国工程院院士谢和平的团队,偏偏用一套“物理力学+电化学”的跨界组合拳,把这条路给蹚通了。
他们不跟腐蚀离子硬碰硬,而是另辟蹊径,利用海水和电解质的蒸汽压差,让水分子自己“跑”进反应区,把有害离子挡在外面。 这个叫“相变迁移”的原理,2022年发表在《自然》杂志上时,还只是实验室里的一个构想。
仅仅一年后,2023年5月,全球首个海上风电耦合海水直接制氢平台“东福一号”,就在福建兴化湾的海浪里稳稳运行起来。 它每小时能产1.2标方氢气,虽然量不大,但证明了在真实海洋环境下,这套技术真的能工作。
真正的突破发生在2025年。 东方电气和谢和平团队合作的110标方/小时海水直接电解制氢系统,完成了超过1000小时的长时间稳定运行测试。
从1.2标方到110标方,系统规模在16个月内放大了近百倍。 这套设备的核心组件国产化率超过80%,标志着这项中国原创技术,正式迈向了产业化的大门。
成本,是绿氢能否替代传统能源的终极门槛。 目前,用天然气制氢(灰氢)成本大约每公斤10到15元。 用纯水电解制绿氢,成本在25到30元。
而海水直接制氢,因为要用特殊的抗腐蚀材料,成本更高,大约在35到45元。 但行业普遍预测,到2028年,这个成本有望降到20元以下,达到商业化的临界点。
成本下降的底气,来自技术的规模化和海上风电的廉价电力。 中国拥有全球最丰富的海上风电资源,广东、福建等地的海上风电年利用小时数超过3000小时。
未来,巨大的海上风机旁边,可以直接架设海水制氢装置,用近乎零成本的“弃风”电力来生产氢气,彻底摆脱对陆地淡水和电网的依赖。
放眼全国,绿氢产业已经不再是纸上谈兵。 截至2025年底,中国可再生能源制氢的产能已经超过25万吨/年,这个数字比上一年翻了一番。 中国生产的绿氢,占到了全球总量的一半以上。
在新疆库车,全球首个万吨级绿氢示范项目已经稳定运行了超过800天。 在吉林松原,全球规模最大的绿色氢氨醇一体化项目一期工程在2025年底投产,它一年能生产4.5万吨绿氢。
这些庞然大物般的项目,正在把西北、华北地区的风和光,变成可以储存和运输的绿色燃料。
那么,这一切和石油有什么关系? 关系大了。 石油不仅仅是汽油和柴油,它还是现代工业的血液,是化工行业最重要的原料。
炼油、合成氨、生产塑料,都离不开它。 而绿氢,恰恰可以在这些领域,对石油和天然气形成直接替代。
当绿氢的成本降到足够低,化工厂就会更愿意用它来替代天然气制氢。 远洋巨轮和重型卡车,也在探索用绿氨或绿色甲醇作为燃料,而这些都来自绿氢。
这种替代不会一夜发生,但它会像水滴石穿一样,一点点削弱全球对化石能源的需求增长预期。
更关键的是,它改变的是游戏规则。 过去,国际油价一有风吹草动,全球经济都得跟着紧张。 因为石油的产地和消费地严重错配,供应链极其脆弱。
而海水制氢,原料是覆盖地球71%的海水,能源是身边的风和光。 这意味着,任何一个沿海国家,都有可能实现能源的自给自足。
当然,路还很长。 海水制氢装备的长期耐久性还需要更多验证。 把氢气安全、经济地储存和运输到需要的地方,基础设施的建设才刚刚起步。 截至2024年底,全国加氢站只有540多座,氢燃料电池汽车的保有量距离2025年5万辆的目标还有差距。
电解水制氢最大的成本是电费,占了总成本的六七成。 虽然海上风电便宜,但如何高效、稳定地耦合波动性很强的风电,仍是技术挑战。 氢气的爆炸极限很宽,安全是贯穿产业链始终的红线。
从实验室的原理验证,到茫茫大海上的工程装备,中国人用四年时间,跑完了海水制氢技术工程化的关键一程。 地球表面71%的海洋,第一次被证明可以成为一座零碳的“氢矿”。 这场能源变革的序幕,已经拉开。
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