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| 看了CCTV2《謝和平院士：探秘海水直接制氫》有些疑惑？ |
看了12月24日CCTV2經(jīng)濟(jì)大講堂《謝和平院士：探秘海水直接制氫》的節(jié)目，產(chǎn)生了一些疑惑：
1、這個(gè)技術(shù)本質(zhì)是“電解水制氫”是早已成熟的技術(shù)。海水因?yàn)槌煞謴?fù)雜，對(duì)電解設(shè)備腐蝕性強(qiáng)，所以海水電解制氫是半個(gè)世紀(jì)以來(lái)的工程難題。謝和平院士團(tuán)隊(duì)搞的海水直接制氫技術(shù)，核心方案是用過濾膜排除海水中的各類雜質(zhì)（只能透過水分子）獲得類似純水，用低電價(jià)的海上綠電（風(fēng)電、光伏、潮汐電等）進(jìn)行電解水制氫。這，有先進(jìn)性或者說技術(shù)壁壘嗎？也許是節(jié)目有保密沒講清楚、也許是我認(rèn)知水平不夠，沒感覺到。
2、關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)在于如何提純海水？
所謂海水直接制氫，也不是真正直接，按節(jié)目中介紹，實(shí)驗(yàn)裝置基本思路是利用海水與電解液槽的界面高低差~產(chǎn)生壓力，加上電解液溶液（硫酸等）與海水濃度差~產(chǎn)生滲透壓力和擴(kuò)散力，電解槽與海水池之前用透水膜隔開，隔膜孔隙只允許水汽通過，使電解槽內(nèi)只吸收海水中透過來(lái)的水分子，從而將海水中的雜質(zhì)等排除在外，這種隔膜被叫做水汽傳質(zhì)層。
介紹說，這項(xiàng)技術(shù)是把物理力學(xué)和電化學(xué)結(jié)合了起來(lái)，集成到了一個(gè)裝置中，實(shí)現(xiàn)了原位海水制氫。通過將分子擴(kuò)散、界面相平衡等物理力學(xué)過程與電化學(xué)反應(yīng)巧妙結(jié)合，建立了相變遷移驅(qū)動(dòng)的海水直接電解制氫理論模型，實(shí)現(xiàn)了無(wú)淡化過程、無(wú)副反應(yīng)、無(wú)額外能耗的海水原位直接電解高效制氫原理與技術(shù)重大原創(chuàng)突破。
看這期節(jié)目時(shí)，我最大的感受就是“這個(gè)膜可能很厲害！”，但謝和平院士介紹說：這就是普通膜，膜不是最重要的（節(jié)目第20-21分鐘）。
用膜過濾獲得純水，這個(gè)靈感節(jié)目中介紹是謝和平院士另外一個(gè)項(xiàng)目“巖土五保采樣”把地下采樣的巖土用保鮮膜原位封裝，結(jié)果過了幾天發(fā)現(xiàn)樣品重量減少了零點(diǎn)幾克，分析是巖土里的水份減少，此取樣項(xiàng)目失敗。但這個(gè)透水膜的概念可以應(yīng)用到海水提純制氫。
海水用膜過濾電解水制氫，這個(gè)原理和技術(shù)實(shí)驗(yàn)~其實(shí)不需要院士和博士們出馬，一本院校的理科生綽綽有余，海淀6小強(qiáng)的高中生在老師指導(dǎo)下也可以做。這里的核心不是制氫技術(shù)，而是生產(chǎn)過程安全控制，畢竟氫氣是易爆品，別實(shí)驗(yàn)搞出爆炸危險(xiǎn)。當(dāng)然，把技術(shù)原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，落地到大裝備生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試，這是需要專業(yè)企業(yè)參與，大中學(xué)生干不了。
3、謝和平院士介紹說，海水直接制氫可以形成“中國(guó)制造、中國(guó)裝備的全球產(chǎn)業(yè)鏈，開辟新賽道”。這套海水電解制氫裝備的生產(chǎn)制造（膜+電解槽）技術(shù)難度恐怕遠(yuǎn)低于生產(chǎn)光伏發(fā)電設(shè)備和風(fēng)電設(shè)備，要想形成“中國(guó)制造、中國(guó)裝備的全球產(chǎn)業(yè)鏈”恐怕靠的不是技術(shù)壁壘，而是中國(guó)工業(yè)化成本低的優(yōu)勢(shì)。
4、按照節(jié)目中謝和平院士團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)：5度電生產(chǎn)90克氫氣；2立方海水池3200小時(shí)生產(chǎn)110公斤氫氣；可以換算為：每小時(shí)每立方生產(chǎn)0.01735公斤，若擴(kuò)大1500倍X24小時(shí)生產(chǎn)=日產(chǎn)624公斤。勉強(qiáng)夠鄭州一座加氫站的日銷量。
按照節(jié)目中謝和平院士團(tuán)隊(duì)與東方電氣合作海試數(shù)據(jù)：海上平臺(tái)（福州晚報(bào)20230603第15228期 A02版介紹該平臺(tái)數(shù)據(jù)：9米×7米×3.5米）連續(xù)10天穩(wěn)定生產(chǎn)共產(chǎn)出26公斤氫氣，可以換算為這條船每天生產(chǎn)2.6公斤，如果要滿足一座加氫站平均日銷600公斤的量，需要230條這樣的船，或者說船體需要擴(kuò)大200多倍！面積類似航母。
經(jīng)濟(jì)性是否經(jīng)得起市場(chǎng)考驗(yàn)？
5、節(jié)目中謝和平院士介紹：海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)還能應(yīng)用于處理工業(yè)廢水、火電廠廢水、城市生活廢水等領(lǐng)域。可以把這種電解制氫技術(shù)應(yīng)用于廢水轉(zhuǎn)化為氫氣。我估計(jì)對(duì)過濾膜的消耗量會(huì)很大，經(jīng)常要更換膜，否則透水效率降低。
6、節(jié)目中謝和平院士說：海水制氫消耗了海水，可以減少全球變暖帶來(lái)的海平面上升……聽到這句的時(shí)候，腦袋Duang，一個(gè)黑人問號(hào)。
全球變暖帶來(lái)海平面上升的原因主要是2個(gè)：一是大陸冰蓋和冰川消融，由固態(tài)存儲(chǔ)變?yōu)橐簯B(tài)溶進(jìn)大海，二是海水體積的熱膨脹。
不用說電解海水制氫這點(diǎn)消耗量，對(duì)于占地球70%面積的大海而言，九牛一毛都算不上，滄海一粟而已。且氫氣燃耗這個(gè)過程會(huì)向大氣釋放熱量，燃耗之后產(chǎn)物又變?yōu)樗M(jìn)入地球水循環(huán)系統(tǒng)，水量是不會(huì)被減少消失的。
……
盡管我看完《探秘海水直接制氫》節(jié)目有一些疑惑，質(zhì)疑技術(shù)壁壘低（很容易仿制）等，但是，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)集“海上風(fēng)電等可再生能源利用+海水資源利用+氫能生產(chǎn)”為一體，是海水電解制氫的一個(gè)模式，這不可否認(rèn)！
將取之不盡的“海水資源”轉(zhuǎn)化為“海水能源”，各個(gè)國(guó)家還會(huì)繼續(xù)探索，技術(shù)還會(huì)不斷進(jìn)步。
我認(rèn)為海水制氫應(yīng)該走的商業(yè)化路徑：
1、可構(gòu)建與海上可再生發(fā)電（海上風(fēng)電、光伏、潮汐能等）相結(jié)合的一體化海水制氫工廠，這個(gè)制氫工廠應(yīng)該是大型的、海岸陸基的。
為什么建大型工廠？因?yàn)橹挥写笮筒拍芙档途C合運(yùn)維成本，產(chǎn)生規(guī)模化效應(yīng)，才可能成為海上可再生電力大規(guī)模開發(fā)的調(diào)峰與儲(chǔ)能配套項(xiàng)目，起到類似“抽水蓄能發(fā)電站”的作用，成為海上綠電破局關(guān)鍵，加速推進(jìn)形成多能互補(bǔ)的“海洋綠電+綠氫”戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。
為什么工廠要建在近岸陸基上？因?yàn)榻恫簧婕半娏秃Ｋ倪h(yuǎn)程輸送，其中電解槽可以建在低于海平面之下，利用重力引水；與電站共用變配電站。只有陸基才能支持大型工廠、安全穩(wěn)定性也更高。建一些小船裝配上制氫設(shè)備，這個(gè)小打小鬧，缺乏應(yīng)用價(jià)值。建設(shè)大型船舶或海上平臺(tái)，本身建設(shè)及維護(hù)成本巨大，且安全性比不上陸基。
2、可與核電站合作。
中國(guó)的核電站全部建在沿海地帶，核電本身也算是綠電且也有消納問題，更重要的是核電站運(yùn)行冷卻塔每天要排放大量水蒸氣，這其實(shí)就是淡水。收集利用這個(gè)淡水來(lái)制氫，可能效率高于“過濾膜”。
又見公知的良心拷問： 為什么科技創(chuàng)新總是出現(xiàn)在美國(guó)？
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| [本貼被作者本人于2023/12/27 15:54:27編輯過] |
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