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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經濟大講堂《謝和平院士：探秘海水直接制氫》的節(jié)目，產生了一些疑惑：
1、這個技術本質是“電解水制氫”是早已成熟的技術。海水因為成分復雜，對電解設備腐蝕性強，所以海水電解制氫是半個世紀以來的工程難題。謝和平院士團隊搞的海水直接制氫技術，核心方案是用過濾膜排除海水中的各類雜質（只能透過水分子）獲得類似純水，用低電價的海上綠電（風電、光伏、潮汐電等）進行電解水制氫。這，有先進性或者說技術壁壘嗎？也許是節(jié)目有保密沒講清楚、也許是我認知水平不夠，沒感覺到。
2、關鍵技術難點在于如何提純海水？
所謂海水直接制氫，也不是真正直接，按節(jié)目中介紹，實驗裝置基本思路是利用海水與電解液槽的界面高低差~產生壓力，加上電解液溶液（硫酸等）與海水濃度差~產生滲透壓力和擴散力，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，使電解槽內只吸收海水中透過來的水分子，從而將海水中的雜質等排除在外，這種隔膜被叫做水汽傳質層。
介紹說，這項技術是把物理力學和電化學結合了起來，集成到了一個裝置中，實現(xiàn)了原位海水制氫。通過將分子擴散、界面相平衡等物理力學過程與電化學反應巧妙結合，建立了相變遷移驅動的海水直接電解制氫理論模型，實現(xiàn)了無淡化過程、無副反應、無額外能耗的海水原位直接電解高效制氫原理與技術重大原創(chuàng)突破。
看這期節(jié)目時，我最大的感受就是“這個膜可能很厲害！”，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，這個靈感節(jié)目中介紹是謝和平院士另外一個項目“巖土五保采樣”把地下采樣的巖土用保鮮膜原位封裝，結果過了幾天發(fā)現(xiàn)樣品重量減少了零點幾克，分析是巖土里的水份減少，此取樣項目失敗。但這個透水膜的概念可以應用到海水提純制氫。
海水用膜過濾電解水制氫，這個原理和技術實驗~其實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小強的高中生在老師指導下也可以做。這里的核心不是制氫技術，而是生產過程安全控制，畢竟氫氣是易爆品，別實驗搞出爆炸危險。當然，把技術原理和實驗設計，落地到大裝備生產、運輸、安裝、調試，這是需要專業(yè)企業(yè)參與，大中學生干不了。
3、謝和平院士介紹說，海水直接制氫可以形成“中國制造、中國裝備的全球產業(yè)鏈，開辟新賽道”。這套海水電解制氫裝備的生產制造（膜+電解槽）技術難度恐怕遠低于生產光伏發(fā)電設備和風電設備，要想形成“中國制造、中國裝備的全球產業(yè)鏈”恐怕靠的不是技術壁壘，而是中國工業(yè)化成本低的優(yōu)勢。
4、按照節(jié)目中謝和平院士團隊實驗室數(shù)據(jù)：5度電生產90克氫氣；2立方海水池3200小時生產110公斤氫氣；可以換算為：每小時每立方生產0.01735公斤，若擴大1500倍X24小時生產=日產624公斤。勉強夠鄭州一座加氫站的日銷量。
按照節(jié)目中謝和平院士團隊與東方電氣合作海試數(shù)據(jù)：海上平臺（福州晚報20230603第15228期 A02版介紹該平臺數(shù)據(jù)：9米×7米×3.5米）連續(xù)10天穩(wěn)定生產共產出26公斤氫氣，可以換算為這條船每天生產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，或者說船體需要擴大200多倍！面積類似航母。
經濟性是否經得起市場考驗？
5、節(jié)目中謝和平院士介紹：海水無淡化原位直接電解制氫技術還能應用于處理工業(yè)廢水、火電廠廢水、城市生活廢水等領域。可以把這種電解制氫技術應用于廢水轉化為氫氣。我估計對過濾膜的消耗量會很大，經常要更換膜，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的海平面上升……聽到這句的時候，腦袋Duang，一個黑人問號。
全球變暖帶來海平面上升的原因主要是2個：一是大陸冰蓋和冰川消融，由固態(tài)存儲變?yōu)橐簯B(tài)溶進大海，二是海水體積的熱膨脹。
不用說電解海水制氫這點消耗量，對于占地球70%面積的大海而言，九牛一毛都算不上，滄海一粟而已。且氫氣燃耗這個過程會向大氣釋放熱量，燃耗之后產物又變?yōu)樗M入地球水循環(huán)系統(tǒng)，水量是不會被減少消失的。
……
盡管我看完《探秘海水直接制氫》節(jié)目有一些疑惑，質疑技術壁壘低（很容易仿制）等，但是，該技術可以實現(xiàn)集“海上風電等可再生能源利用+海水資源利用+氫能生產”為一體，是海水電解制氫的一個模式，這不可否認！
將取之不盡的“海水資源”轉化為“海水能源”，各個國家還會繼續(xù)探索，技術還會不斷進步。
我認為海水制氫應該走的商業(yè)化路徑：
1、可構建與海上可再生發(fā)電（海上風電、光伏、潮汐能等）相結合的一體化海水制氫工廠，這個制氫工廠應該是大型的、海岸陸基的。
為什么建大型工廠？因為只有大型才能降低綜合運維成本，產生規(guī)模化效應，才可能成為海上可再生電力大規(guī)模開發(fā)的調峰與儲能配套項目，起到類似“抽水蓄能發(fā)電站”的作用，成為海上綠電破局關鍵，加速推進形成多能互補的“海洋綠電+綠氫”戰(zhàn)略產業(yè)。
為什么工廠要建在近岸陸基上？因為近岸不涉及電力和海水的遠程輸送，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備，這個小打小鬧，缺乏應用價值。建設大型船舶或海上平臺，本身建設及維護成本巨大，且安全性比不上陸基。
2、可與核電站合作。
中國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行冷卻塔每天要排放大量水蒸氣，這其實就是淡水。收集利用這個淡水來制氫，可能效率高于“過濾膜”。
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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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