在全球能源轉(zhuǎn)型的浪潮中，我國正積極探索新能源的開發(fā)與利用，以應(yīng)對氣候變化和能源可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。2025 年 3 月 27 日，我國首個海洋氫氨醇一體化項目在山東煙臺建設(shè)完工，正式進入調(diào)試階段，這一里程碑式的項目為我國海上清潔能源的開發(fā)利用開啟了新的篇章。
隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注度不斷提高，減少溫室氣體排放、實現(xiàn)碳中和已成為國際社會的共識。傳統(tǒng)化石能源的大量使用是碳排放的主要來源之一，因此，開發(fā)清潔、可再生的新能源迫在眉睫。海洋作為地球上最大的資源寶庫，擁有豐富的風(fēng)能、太陽能等可再生能源，為能源轉(zhuǎn)型提供了廣闊的空間。
我國沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達(dá)，能源需求量大，但能源資源相對匱乏。同時，大規(guī)模的海上風(fēng)電、光伏等新能源的開發(fā)，也面臨著電力消納和儲能的難題。海洋氫氨醇一體化項目的提出，正是為了充分利用海上新能源，將不穩(wěn)定的電能轉(zhuǎn)化為易于儲存和運輸?shù)臍?、氨、甲醇等能源產(chǎn)品，實現(xiàn)海上能源的高效利用和價值鏈的延伸。
項目位于山東省煙臺市東側(cè)海邊 5 公里水域，由國家能源集團氫能科技有限責(zé)任公司、煙臺中集來福士海洋工程有限公司和國能氫創(chuàng)科技 (北京) 有限公司共同建設(shè)，是國內(nèi)首個海洋氫能制 - 儲 - 輸 - 用全鏈條實證示范項目。項目的核心是一座高度超過 50 米、重量達(dá) 2 萬多噸的半潛式海上制氫平臺，其面積相當(dāng)于 7 個籃球場大小，宛如一座漂浮在海上的 “能源城堡”。
從空中俯瞰，平臺上超過半數(shù)的區(qū)域，包括欄桿外，都鋪設(shè)了密密麻麻的光伏板，平臺周邊的海面上還配套了漂浮式海上光伏組件。這些光伏設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為整個平臺的運行提供動力。同時，平臺上還設(shè)有集裝箱式的電化學(xué)儲能裝置，可將白天多余的電能儲存起來，在夜間或陰天時持續(xù)供電，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。
平臺上設(shè)有多個制氫裝置，包括海水直接制氫設(shè)備和淡水制氫設(shè)備。海水直接制氫技術(shù)利用海水中豐富的氫元素，通過特殊的電解工藝，將海水分解為氫氣和氧氣。這一技術(shù)的難點在于海水中高鹽度和雜質(zhì)對電解設(shè)備的腐蝕和堵塞問題。項目團隊經(jīng)過聯(lián)合攻關(guān)，研發(fā)出特制的關(guān)鍵設(shè)備和特殊工藝流程，成功攻克了耐氯電極技術(shù)、高性能極板設(shè)計以及海水循環(huán)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)難題。
淡水制氫設(shè)備則主要利用海上光伏產(chǎn)生的電能，通過電解水的方式制取氫氣。為了滿足淡水制氫的需求，平臺上還配備了海水淡化模塊，每天可產(chǎn)出 5 噸淡水用于制氫。這種將多種制氫技術(shù)相結(jié)合的方式，充分發(fā)揮了海上資源的優(yōu)勢，提高了制氫的效率和可靠性。
氫氣雖然是一種清潔高效的能源，但由于其密度低、易泄漏等特點，儲存和運輸一直是制約其大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。該項目通過將氫氣進一步轉(zhuǎn)化為氨和甲醇，有效解決了這一難題。在平臺中央最高的裝置是用氫氣制備甲醇的設(shè)備。氫氣與二氧化碳在催化劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成甲醇。甲醇是一種重要的化工原料，也是一種清潔燃料，可廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。其儲存和運輸相對氫氣更為方便和安全。
在甲醇制備裝置下方旁邊的一長溜設(shè)備是用來制備氨的。氫氣與氮氣在高溫高壓和催化劑的條件下合成氨。氨同樣是重要的工業(yè)原料，在農(nóng)業(yè)、化工等行業(yè)有廣泛應(yīng)用。近年來，氨作為船舶清潔燃料的潛力也逐漸受到關(guān)注，有望在未來的航運業(yè)中發(fā)揮重要作用。
2024 年 3 月 27 日，在中國國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)展覽會 “綠氫技術(shù)與氫電協(xié)同發(fā)展” 專題論壇上，中國船級社（CCS）為該項目的《一站式海上綠色氫醇氨生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)》頒發(fā)了原則性認(rèn)可（AIP）證書，標(biāo)志著項目取得了重大進展。此后，項目團隊在技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造、平臺建設(shè)等方面穩(wěn)步推進。
在平臺建設(shè)過程中，面臨著海上惡劣環(huán)境、復(fù)雜施工條件等諸多挑戰(zhàn)。項目團隊充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，采用先進的海洋工程技術(shù)和裝備，確保了平臺的穩(wěn)定性和安全性。平臺底部設(shè)計了四根粗壯的方形腿，中間配有圓形加強立柱，腿與腿之間通過巨大的圓形橫梁連接，使平臺能夠穩(wěn)穩(wěn)地坐落在海床上，抵御風(fēng)浪和海流的沖擊。
經(jīng)過一年的緊張建設(shè)，2025 年 3 月 27 日，項目順利完工，正式進入調(diào)試階段。這一過程凝聚了眾多科研人員、工程師和建設(shè)者的心血，是我國在海洋能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新的結(jié)晶。
隨著全球?qū)竭\業(yè)碳排放要求的日益嚴(yán)格，尋找清潔替代燃料成為航運業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。該項目生產(chǎn)的氨和甲醇作為船舶的清潔燃料，具有低硫、低氮排放的優(yōu)勢，能夠顯著降低船舶對環(huán)境的污染。未來，這個海上制氫平臺有望成為遠(yuǎn)洋船只的海上燃料補充站，為航行在遠(yuǎn)洋的船舶提供綠色燃料，助力航運業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。
氨和甲醇作為重要的工業(yè)原料，在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的氨和甲醇生產(chǎn)大多依賴于化石能源，過程中會產(chǎn)生大量的碳排放。而該項目利用海上新能源制取的綠氫為原料生產(chǎn)氨和甲醇，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的低碳甚至零碳，為化工產(chǎn)業(yè)提供了綠色、可持續(xù)的原料來源，有助于推動化工產(chǎn)業(yè)的綠色升級。
以這個制氫平臺為核心，未來可以在海上搭建遠(yuǎn)離陸地的海上能源島。海上能源島可以充分利用周邊豐富的風(fēng)電、光伏資源產(chǎn)生的綠色電力，大規(guī)模制取氫氣、甲醇和氨等新能源產(chǎn)品。這種全新的海上能源開發(fā)模式，將改變傳統(tǒng)的能源供應(yīng)格局，實現(xiàn)海上能源的就地生產(chǎn)、儲存和利用，減少對陸地能源輸送的依賴，為我國新能源開發(fā)挺進深遠(yuǎn)海奠定基礎(chǔ)。
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