看了CCTV2《谢和平院士：探秘海水直接制氢》有些疑惑？

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看了CCTV2《谢和平院士：探秘海水直接制氢》有些疑惑？

发帖：大众创业 | 2023/12/27 15:25:59 | 第 1 楼

看了CCTV2《谢和平院士：探秘海水直接制氢》有些疑惑？

     看了12月24日CCTV2经济大讲堂《谢和平院士：探秘海水直接制氢》的节目，产生了一些疑惑：

     1、这个技术本质是“电解水制氢”是早已成熟的技术。海水因为成分复杂，对电解设备腐蚀性强，所以海水电解制氢是半个世纪以来的工程难题。谢和平院士团队搞的海水直接制氢技术，核心方案是用过滤膜排除海水中的各类杂质（只能透过水分子）获得类似纯水，用低电价的海上绿电（风电、光伏、潮汐电等）进行电解水制氢。这，有先进性或者说技术壁垒吗？也许是节目有保密没讲清楚、也许是我认知水平不够，没感觉到。

     2、关键技术难点在于如何提纯海水？
     所谓海水直接制氢，也不是真正直接，按节目中介绍，实验装置基本思路是利用海水与电解液槽的界面高低差~产生压力，加上电解液溶液（硫酸等）与海水浓度差~产生渗透压力和扩散力，电解槽与海水池之前用透水膜隔开，隔膜孔隙只允许水汽通过，使电解槽内只吸收海水中透过来的水分子，从而将海水中的杂质等排除在外，这种隔膜被叫做水汽传质层。
     介绍说，这项技术是把物理力学和电化学结合了起来，集成到了一个装置中，实现了原位海水制氢。通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应巧妙结合，建立了相变迁移驱动的海水直接电解制氢理论模型，实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的海水原位直接电解高效制氢原理与技术重大原创突破。
     看这期节目时，我最大的感受就是“这个膜可能很厉害！”，但谢和平院士介绍说：这就是普通膜，膜不是最重要的（节目第20-21分钟）。
     用膜过滤获得纯水，这个灵感节目中介绍是谢和平院士另外一个项目“岩土五保采样”把地下采样的岩土用保鲜膜原位封装，结果过了几天发现样品重量减少了零点几克，分析是岩土里的水份减少，此取样项目失败。但这个透水膜的概念可以应用到海水提纯制氢。

     海水用膜过滤电解水制氢，这个原理和技术实验~其实不需要院士和博士们出马，一本院校的理科生绰绰有余，海淀6小强的高中生在老师指导下也可以做。这里的核心不是制氢技术，而是生产过程安全控制，毕竟氢气是易爆品，别实验搞出爆炸危险。当然，把技术原理和实验设计，落地到大装备生产、运输、安装、调试，这是需要专业企业参与，大中学生干不了。

     3、谢和平院士介绍说，海水直接制氢可以形成“中国制造、中国装备的全球产业链，开辟新赛道”。这套海水电解制氢装备的生产制造（膜+电解槽）技术难度恐怕远低于生产光伏发电设备和风电设备，要想形成“中国制造、中国装备的全球产业链”恐怕靠的不是技术壁垒，而是中国工业化成本低的优势。

     4、按照节目中谢和平院士团队实验室数据：5度电生产90克氢气；2立方海水池3200小时生产110公斤氢气；可以换算为：每小时每立方生产0.01735公斤，若扩大1500倍X24小时生产=日产624公斤。勉强够郑州一座加氢站的日销量。
     按照节目中谢和平院士团队与东方电气合作海试数据：海上平台（福州晚报20230603第15228期 A02版介绍该平台数据：9米×7米×3.5米）连续10天稳定生产共产出26公斤氢气，可以换算为这条船每天生产2.6公斤，如果要满足一座加氢站平均日销600公斤的量，需要230条这样的船，或者说船体需要扩大200多倍！面积类似航母。

     经济性是否经得起市场考验？

     5、节目中谢和平院士介绍：海水无淡化原位直接电解制氢技术还能应用于处理工业废水、火电厂废水、城市生活废水等领域。可以把这种电解制氢技术应用于废水转化为氢气。我估计对过滤膜的消耗量会很大，经常要更换膜，否则透水效率降低。

     6、节目中谢和平院士说：海水制氢消耗了海水，可以减少全球变暖带来的海平面上升……听到这句的时候，脑袋Duang，一个黑人问号。
     全球变暖带来海平面上升的原因主要是2个：一是大陆冰盖和冰川消融，由固态存储变为液态溶进大海，二是海水体积的热膨胀。
     不用说电解海水制氢这点消耗量，对于占地球70%面积的大海而言，九牛一毛都算不上，沧海一粟而已。且氢气燃耗这个过程会向大气释放热量，燃耗之后产物又变为水，进入地球水循环系统，水量是不会被减少消失的。

     ……

     尽管我看完《探秘海水直接制氢》节目有一些疑惑，质疑技术壁垒低（很容易仿制）等，但是，该技术可以实现集“海上风电等可再生能源利用+海水资源利用+氢能生产”为一体，是海水电解制氢的一个模式，这不可否认！

     将取之不尽的“海水资源”转化为“海水能源”，各个国家还会继续探索，技术还会不断进步。

     我认为海水制氢应该走的商业化路径：

     1、可构建与海上可再生发电（海上风电、光伏、潮汐能等）相结合的一体化海水制氢工厂，这个制氢工厂应该是大型的、海岸陆基的。

     为什么建大型工厂？因为只有大型才能降低综合运维成本，产生规模化效应，才可能成为海上可再生电力大规模开发的调峰与储能配套项目，起到类似“抽水蓄能发电站”的作用，成为海上绿电破局关键，加速推进形成多能互补的“海洋绿电+绿氢”战略产业。

     为什么工厂要建在近岸陆基上？因为近岸不涉及电力和海水的远程输送，其中电解槽可以建在低于海平面之下，利用重力引水；与电站共用变配电站。只有陆基才能支持大型工厂、安全稳定性也更高。建一些小船装配上制氢设备，这个小打小闹，缺乏应用价值。建设大型船舶或海上平台，本身建设及维护成本巨大，且安全性比不上陆基。

     2、可与核电站合作。
     中国的核电站全部建在沿海地带，核电本身也算是绿电且也有消纳问题，更重要的是核电站运行冷却塔每天要排放大量水蒸气，这其实就是淡水。收集利用这个淡水来制氢，可能效率高于“过滤膜”。

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