主题：【商榷】大重构，写在历史的剧变前夜。 -- 匿名

海水无淡化电解制氢的原理是什么？

电解水制氢领域，市场占有率最高且成熟度最高的主流技术是碱性电解水制氢，占据电解水制氢领域99％以上市场份额，是最主流、经济性最好、单位功率最高的技术。其电解液是30%浓度的氢氧化钾溶液，而海水是3%盐浓度的溶液。氢氧化钾溶液中水的摩尔浓度明显低于海水中水的摩尔浓度。按照传质的基本原理，由于浓度差，海水中的水会自然向碱性电解液流动，这是一个自驱动的过程。

这时，如果设置一个膜，只让水分子通过，不让其它离子通过，就实现了向碱性电解液补水的效果。碱性电解液中的水分子在电解过程中不断被消耗，而海水中的水分子利用膜的选择性渗透作用，不断补充到碱性电解液里面，从而实现动态平衡，源源不断地对海水中的水进行电解。这项技术适用于最普通、最经济的碱性电解液，通过海水和碱性电解液中水的摩尔浓度差进行自驱动，不需要任何外来电力就可以实现

观察者网：也有报道介绍，这个原理可以推广到多元化水资源，例如河水、废水、盐湖等，直接原位制氢。您刚才也提到，比如西北弃风弃光的现象比较突出。能否再展开谈谈多元化水资源制氢的利用前景？

刘泰生：多元化水资源利用前景非常好，在内陆应用范围非常广，只要废水、污水的水摩尔浓度高于碱性电解质的水摩尔浓度，这项技术就可以应用于很多非淡水的情境。例如在西北的酒泉、哈密地区，电价非常便宜，但是电送不出来，也消耗不掉。这些地方缺水，无法实现淡水制氢。但是城市总有废水，比如居民生活废水、苦咸水、盐湖水等，都可以制氢。在其他省份，比如火电厂有各种脱硫废水，经过简单预处理后，都可以运用我们的技术进行制氢。

现在很多可再生能源所产生的电力富余，对高效经济地制氢提供了很大支持。它的适应面非常广，几乎放之四海皆可用。

所以最近对我们这项技术感兴趣的，除了从事海上业务的企业以外，还有很多内陆企业，比如油气田开发企业、煤化工企业、火电企业等。业务开发出来后，来自于内陆的需求，可能比沿海的需求更多

观察者网：有很多行业，例如煤化工，如果在制氢后继续生产一些精细化工产品，就要用到氢气，是不是有很多氢气生产出来以后可以就地消化？

刘泰生：可以。我举个简单的例子，有些企业从事煤基多联产，就是先通过煤生成热解气，再用这些气体制成高价值化学品。这个过程会产生很多煤焦油，一般利用起来比较复杂。但是只要有氢气，煤焦油就可以简单地被利用，转化为更高质量的化学品如汽油和石脑油。

很多从事煤化工与煤基多联产的企业，就是缺氢气。实现电解废水制氢后，对它来讲，完全就把循环链给补齐了。这类企业最近对我们业务感兴趣的比较多，这是一个例子，在很多其他地方也有这种需求。比如油田采油后的废水，也可以用我们的技术制氢。有些地方甚至可以在制氢后直接转化成合成氨，或者直接转为其它更高附加值的化学品

在可再生能源极大丰富，且电价极其便宜的基础上，氢能产业才会迎来它的高光时刻。从发展的趋势上来看，我认为现在已经到氢能发展的拐点了，现在的可再生能源极其丰富，极其便宜。

这里可以举个例子，电价能便宜到什么样的程度？现在海上风电设备价格是5000元/千瓦，每年可以用4000小时，寿命是25年，可以发10万度电。简单计算一下，加上合理的运维成本，一度电成本只要6分钱。如果企业本身既是发电企业，又是制氢企业，自己建海上风电，自己制氢，一立方米制氢成本是3毛多，一公斤制氢成本是4元。当然，这种计算比较简单，没有考虑资源出让成本、税费和财务成本等因素。总的来看，未来风电、光伏制氢综合成本达到10元每公斤氢气是完全可以实现的。尤其在可再生能源取得了巨大突破，海水制氢突破了淡水资源约束后，“绿电制绿氢”的成本已经非常便宜。

第一个领域是化工和冶金。例如刚才介绍的煤焦油，煤的多联产，再包括石化，都需要氢气。以前对氢的需求被高氢价掩盖了，只能用别的产品替代；现在很多地方都在谈氢冶炼，炼钢过程不再用碳，转而用氢，钢的品质会更高，甚至给国家钢铁冶炼行业带来翻天覆地的变化。

第二个领域是储能，特别是长期储能。短期储能方面有锂电池，长期储能方面目前公认的两种途径，一是抽水蓄能，二是储氢。随着国家新型电力系统不断发展完善，新能源供应越来越大，储能需求也越来越高。储氢需求自然也相应增加。氢越便宜，储氢的经济性就越好，需求量就越大。随着可再生能源制氢价格的降低，储氢行业竞争力会越来越强，市场需求量会越来越大。

第三个领域是碳中和。实现CCUS(Carbon Capture，Utilization and Storage,二氧化碳捕集、利用和封存),大规模利用二氧化碳，并且产生一定经济价值，必然需要利用氢能。未来碳中和最能解决规模化和具有经济性的重要途径之一就是二氧化碳加氢的催化反应生成以甲醇为代表的化工产品。在化工行业，俗话说“甲醇生万物”，有了甲醇，就能再生产乙烯、聚酯等各种物质，这样碳中和的价值化就实现了。所以，未来氢能在碳中和领域会发挥巨大作用。二氧化碳制甲醇，甲醇作燃料烧了之后再收集，这样就能形成碳循环。

第一，固态储氢使得储运成本进一步下降，安全性进一步提高。以前都是用气瓶来储氢，现在固态储氢安全性更高，存储量更大。

第二，在管道输运方面，氢与天然气混合输运，这些话题也慢慢提上议程，使得氢的运输与使用更加经济。

第三，氢制氨。把氢和氮气结合起来生成氨，运输后再分解为氢和氮。