海上风电具有资源丰富、发电利用小时高、不占用土地和适宜大规模开发的特点，是全球风电发展的最新前沿，而海洋又是地球上最大的天然氢矿，向大海要水是未来氢能发展的重要方向，这两点无疑为海上风电融合制氢创造了非常卓越的自然条件。近年来，海水制氢逐渐走进视野，而碱性电解水制氢最为最成熟最有经济效益的技术路线已开始被应用于海上风电融合制氢的示范项目中。

近日，由大连化物所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究中心（509组群）邓德会研究员和刘艳廷副研究员团队围绕近岸/离岸海上风电制氢的需求，研发出一条以海水为原料制备氢气联产淡水的新技术，并依托该技术完成了25千瓦级装置的测试验证。

近年来，我国海上风电装机量持续大幅增加。截至2022年，我国海上风电累计装机容量已突破3000万千瓦，约占全球的54%，近岸/离岸海上风电就地消纳问题日益凸显。发展基于海上风电的电解水制氢技术对解决海上风电就地消纳和能源短缺问题，实现“双碳”目标具有重要意义。然而，海上风电电解水制氢技术目前存在淡水资源紧缺、海水成分复杂等问题，亟需发展以海水为原料的绿氢制备新方法与新技术。

传统碱性电解水制氢的电能利用率一般为65%至80%，未能利用的电能转化为废热排放至环境中，造成了能源的严重浪费。在本工作中，团队利用电解水产生的废热作为海水低温制淡水的热源，建立了废热回收系统，并与海水低温淡化技术进行集成耦合，研发出海水制氢联产淡水新技术。相比传统淡水电解水制氢，该技术省去了废热移除所必需的换热器单元，以及与之配套的冷却介质，减少了设备成本与能耗。

在此基础上，团队基于自主研发的铠甲催化剂整体式电极，研制出25千瓦级海水制氢联产淡水装置。运行结果显示，以海水为原料可实现高效电解水制氢联产淡水，氢气产能可达3吨/年，氢气纯度≥99.999%，产生的淡水在满足自身电解需求的基础上，可额外联产淡水6吨/年，淡水电导率≤20 μs/cm，盐度≤0.04 ppt。同时，相比传统淡水电解水制氢装置，可将碱性电解水制氢系统的电能利用率提高10%以上，证明了海水制氢联产淡水新技术的可行性与先进性，有望为近岸/离岸海上风电规模化制氢提供具备核心竞争力的技术支撑。

该工作得到国家自然科学基金、辽宁滨海实验室、中国科学院B类先导专项“功能纳米系统的精准构筑原理与测量”等项目的资助。

作为氢能行业领先的研究机构，亚化咨询整理总结了碱性电解水技术在不同海水制氢项目中应用的最新进展，并收录于《中国碱性电解水技术与市场年度报告2023》中。

谢和平团队：海水无淡化原位直接制氢

2023年6月，由东方电气集团与中国工程院谢和平院士团队联合开展的海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术在福清海域中试成功，省去了海水淡化等环节，可直接在成分复杂的非淡水中制氢，在海水制氢研发及产业化上实现了突破性进展。该项目海试成功首次实现了海上风电可再生能源和海水直接制氢的一体化技术体系；并首次验证了海上风电无淡化直接制氢抗海洋环境干扰的可行性。

其使用聚四氟乙烯膜（类似于渗透膜）将碱性电解槽的高浓度KOH电解液与海水隔开，利用两者之间的蒸汽压力差（类似于浓度差）实现由海水向KOH电解液的自动渗透补水，而海水中的离子、杂质等仍留在海水中，形成了自动海水净化补水机制。

这一技术实际上相当于为碱性电解槽的辅助系统中新增了一套压差驱动自动补水装置，水源由普通净水更换为了浓度略高的海水，从而形成了海水净化与碱性制氢一体化电解槽，对碱性电解槽内部则无需进行大的技术该动。同时无需对海水净化的额外能耗，这意味着该电解槽的总能耗与工业碱性电解槽的能耗相似。

目前，东方电气旗下东福研究院已与中国石油长庆油田分公司签署项目合作协议，将让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。项目未来探索将海水制氢技术拓展到节能环保领域，为石化废水、炼钢废水等工业废水制氢提供路线参考。

大连洁净能源滩涂光伏离网制氢项目：海水淡化、电解制氢

2023年1月27日，辽宁大连普兰店区举行海水制氢产业一体化示范项目开工仪式，项目将打造为国内首例集滩涂光伏、储能、海水淡化、电解制氢为一体的示范项目，也将成为国内首例孤网运行、不受上网指标限制的制氢规模示范项目。

据介绍，海水制氢产业一体化示范项目是大连市2023年市级重点工程，由洁净能源集团实施。示范项目将采取分期建设，一期投资约8亿元，建设100兆瓦滩涂光伏、60兆瓦制氢，形成年发电量1.37亿千瓦时绿电和年产2000吨的新能源绿氢产能。

大连洁净能源滩涂光伏离网制氢项目是中国氢能行业的一个重要里程碑，因为它将浅滩光伏、储能、海水淡化和制氢整合在一起。它也是中国第一个孤立电力系统运行的制氢项目，从而绕过了电网要求的限制。

大连洁净能源集团海水制氢产业一体化示范项目采用的是传统海水淡化路线，并与碱性电解水技术相结合。今年5月，项目对碱性电解水制氢设备进行采购招标，阳光电源股份有限公司和西安隆基氢能科技有限公司分别摘得4套1000Nm³/h碱性电解水制氢设备标的。今年8月，项目对脱盐水处理系统工程进行了招标，水处理行业领军企业杭州上拓环境科技股份有限公司成功中标。杭州上拓环境科技股份有限公司成立于2013年，以高盐水处理技术为核心，致力于研究发展海水淡化、垃圾渗滤液、零/近零排放、废水资源化等高盐水处理技术。