纯度达99.9%，中国科学家首次实现海上风电驱动海水制氢【附氢能源技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

6月22日消息，据媒体报道，中国工程院院士、深圳大学教授谢和平团队携手东方电气集团，成功实现了海上风电可再生能源与海水直接电解制氢的一体化，并在大海中利用海上风电驱动海水制氢。不仅破解了半个世纪以来海水直接电解制氢的难题，还实现了高达99.9%的氢气纯度。

传统的海水制氢技术通常需要经过淡化预处理过程，这一过程不仅工艺复杂、成本高昂，而且还需要占用大量土地资源，限制了其广泛应用。谢和平院士团队的这一创新，彻底改变了这一局面。他们基于2022年11月在《自然》杂志上发表的“海水直接电解制氢全新原理”，成功构建出在真实大海不可控海洋波动环境下海水直接制氢的全新路径与技术。

科研团队对广东省深圳湾、福建省兴化湾等不同海域的海水组分进行了深入研究，系统分析了不同浓度变化下界面蒸气压差差异，并阐明了浓度动态变化下相变迁移过程的自调控自适应机制。

在实验室环境下，科研团队通过建立真实海浪波动下的相变迁移海水无淡化原位直接制氢理论模型，成功实现了500小时以上的稳定性。为了进一步验证这一技术的可行性和可靠性，团队设计并研制出了1.2标准立方米每小时海上可再生能源海水无淡化原位直接电解制氢漂浮平台。在兴化湾3级至8级大风、0.3米至0.9米海浪干扰下，该平台与海上风电直接对接，连续稳定运行了10天，海水杂质离子阻隔率高达99.99%以上，制氢纯度更是达到了99.9%至99.99%的区间。

相关研究成果已于6月21日在《自然·通讯》杂志上发表。

(图片来源：摄图网)

技术价值观察

氢能源产业链上游为制氢，包含氢气制取(主要技术方式包括煤制氢、工业副产氢、天然气制氢、电解水制氢以及其他工艺制氢)、氢气纯化、氢气液化等环节。

氢能源产业链的中游就是储存环节，主要储运技术包括气态储运、液态储运、固态储运以及有机液态储运等，涵盖储氢装置、氢气运输等。

氢能源产业链下游为加氢及氢的综合应用，涉及到加氢站建设及设备，以及交通、工业、建筑等领域的应用。

中国工程院院士、深圳大学教授谢和平团队与东方电气集团团队合作，首次实现海上风电可再生能源和海水直接电解制氢一体化，并在大海中利用海上风电驱动海水制氢。该技术处于氢能源产业链上游制氢环节。

宏观市场观察

中日德三国加氢站建设领先全球

欧洲方面，德国在加氢站的建设一路领先。截至2020年底，德国拥有100座加氢站，占整个欧洲市场的50%;法国有34座加氢站，占欧洲的17%;欧洲其余国家加氢站建设仅占欧洲的33%。

亚洲方面，加氢站建设基本上被中、日、韩三国包揽了，其中日本在加氢站的建设领先其余国家。截至2020年底，日本拥有100座加氢站，占整个亚洲市场的52%;韩国有60座加氢站，占亚洲的22%;中国拥有69座加氢站，占亚洲的25%;亚洲其余国家加氢站建设仅占亚洲的1%。

全国氢能源产业发展规模

2019年两会期间，氢能首次写入我国政府工作报告。在“十四五”规划期间，我国指出要在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。2017年以来，我国布局氢能源的企业注册量逐渐攀升，以广东省、江苏省、北京市为领头。氢能产业大数据平台数据显示，我国目前已建成加氢站358座，在运营加氢站245座，覆盖28个省份，省份覆盖率达82.35%。其中，广东省以加氢站数量55座为首。2019年以来，我国在运营加氢站供给能力从3.614千克/天激增至18.88千克/天，供给能力大幅提升。随着我国政策的倾斜力度逐渐加强，预计到2023年能够实现供给能力25千克/天，在运营加氢站数量将达到300座。

氢能源上市企业中多数为国有

氢能源生产领域依据企业的注册资本划分，可分为3个竞争梯队。其中，注册资本大于100亿元的企业有中国石油、国家能源集团、中国石化、宝武集团、河钢集团;注册资本在10-100亿元之间的企业有：宝丰能源、美锦能源、隆基股份、鸿达兴业、亿利洁能等;华昌化工、凯美特气、东华科技、航天工程、金马能源等企业的注册资本在10亿元以下。

从中可以发现，头部企业多数属于中央及地方国有企业。从国内氢能源上市企业的性质来看，氢能源领域中国有上市企业不在少数，其中有多个属于中央国有企业。

中国氢能源技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前氢能源关键技术强相关的城市集群主要集中在华中、粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于氢能源研发，成为潜在的氢能源技术发展中心。根据热力图的分布粤港澳大湾区有极大的可能性成为氢能源技术的先导区域。重点关注广东省深圳市福田区、河南省郑州市管城回族区、海南省海口市龙华区等地的相关企业，以及这些地方对氢能源产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《全球及中国氢能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》

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