中国海水制氢技术破局,西方“卡脖子”失效,石油或将沦为“白菜价”!

地球发出的高烧警报从未停歇,传统化石燃料的燃烧仍在加速。我们深知,必须寻找一条清洁高效的能源新路,这已是全球刻不容缓的共识。

在这场汹涌澎湃的能源变革浪潮里,氢能如同一颗璀璨新星。它燃烧后只留下水,不留一丝污染,这份纯粹让它被寄予了无限厚望。然而,这份希望并非坦途。

长期以来,制取氢气的高昂成本和来源受限,始终是横亘在它大规模应用面前的两座关键瓶颈。这让许多国家在能源转型的十字路口,焦头烂额、苦寻出路。

正当世界各国为能源路径焦灼之际,中国却在清洁能源领域,悄然点亮了两盏明灯。它们分别是“无淡化海水直接制氢技术”和“二氧化碳合成燃料技术”。

这两项世界级的突破,不仅为中国自身能源独立注入了前所未有的底气,更在全球范围内激起了千层浪。国际媒体纷纷预测,这些颠覆性创新,或许将彻底改写国际能源市场的版图。

甚至,传统石油的价格体系都可能因此发生结构性剧变。这无疑预示着一个由尖端科技全面驱动的新能源时代,正以我们难以想象的速度,向我们奔涌而来。

海枯石烂,氢能不绝

长久以来,淡水电解制氢因其高昂的成本和对宝贵淡水资源的消耗,一直饱受诟病。更令人头疼的是,地球上蕴藏着巨大氢资源潜力的海水,却像一道难以逾越的屏障。

它那高盐度、杂质繁多、氯离子腐蚀设备以及电解易产生副产物等难题,困扰了国际研究领域半个世纪。早在上世纪七十年代,美国便已启动海水制氢研究,但始终未能彻底解决这些困扰。

中国谢和平院士团队,却独辟蹊径,展现了东方智慧。他们巧妙结合物理力学与电化学方法,创新性地提出了“相变迁移”技术,这无疑是半个世纪以来最振奋人心的突破。

这项技术的神奇之处在于,它能利用蒸汽压差,将海水中的离子和微生物有效分离,从而避免了它们对电解过程的干扰。通过物理过滤杂质,海水蒸发为纯净水汽。

再经特殊膜直接产氢,真正实现了无需淡化、原位制氢的创举。二零二二年十一月三十日,《自然》杂志发表了该团队的详细研究论文,国际专家普遍认为这解决了困扰全球半个世纪的难题。

这项技术的实地验证也迅速展开,用事实说话。去年五月十七日至二十六日,在福建兴化湾海上风电场,中国与东方电气集团合作,进行了全球首次海上中试。

漂浮式平台“东福一号”由风电机供电,直接从海中抽取海水进行电解。在三到八级风力、零点三到零点九米海浪条件下,设备稳定运行了十天,氢气产量达标,且无氯气副产物。

这不仅创造了全球首次海上风电无淡化制氢的先例,更向世界证明了中国在清洁能源领域的强大创新力。

碳排放?变废为宝!

就在我们为海水制氢的突破惊叹之时,另一项颠覆性技术也悄然崛起。将大气中的二氧化碳转化为燃料,这曾是全球科学家梦寐以求、却又遥不可及的目标。

它不仅能有效减排,更能化废为宝,制取宝贵的能源。然而,欧美日等国在此领域的研究长期受限于产物纯度不足,难以大规模商业化应用,让这条路显得异常艰难。

中国科学院大连化学物理研究所与广东某能源公司合作,却成功打破了这一僵局。他们通过自主研发的新型催化剂,成功实现了千万吨级的二氧化碳合成汽油年产能。

这项技术能直接将二氧化碳高效转化为符合国家标准的汽油范围碳氢化合物,显著提升了转化率并降低了生产成本。这为二氧化碳的资源化利用提供了可行路径,也为全球碳中和贡献了中国方案。

世界格局,因我而变

中国清洁能源技术的突破,其意义远超技术本身,它正深刻重塑全球地缘政治和经济秩序。这标志着中国在国际能源版图上,正从“追随者”向“引领者”的角色转变。

长期以来,中国石油需求量大,超过百分之七十依赖进口,这不仅构成国家能源安全的潜在风险,也常被西方国家视为制约中国的软肋,成为其谈判桌上的筹码。

无淡化海水制氢技术的出现,将中国三百万平方公里的广阔领海,瞬间转化为“取之不尽的油库”,为国家提供了长期稳定的能源保障。这显著降低了对进口石油的战略性依赖。

它有效规避了被“卡脖子”的风险,为中国的能源安全筑起了坚实防线,让中国在国际舞台上有了更足的底气。

国际社会对中国的这些进展反应复杂而强烈。美国媒体直言不讳地指出中国在新能源领域的领先地位,并预测氢能的普及将导致石油需求骤降,油价可能跌至“白菜价”。

部分报道甚至对中国的崛起保持警惕,担心其可能抢占全球市场份额,这背后是传统能源霸主地位受到挑战的焦虑。而此前因高成本限制氢能发展的欧盟,如今也将中国技术视为可借鉴路径。

他们积极寻求新的能源合作模式,这无疑是对中国技术实力的最佳认可。

未来,中国将逐步从能源进口大国向清洁能源技术和设备输出国转变。通过技术出口与签署互惠协议,中国将在全球能源市场中掌握更大话语权和影响力。

这无疑将给传统石油出口国带来巨大的市场压力与经济结构调整挑战,全球能源供应与需求体系将被彻底颠覆。谢和平院士选择坚守国内研究,拒绝海外邀约,这不仅体现了中国在科技自主创新上的坚定决心与自信,更向世界展示了中国强大的科技实力。

成本巨降,梦想照进现实

新技术以其革命性的成本优势和广阔的应用场景,正加速传统能源经济模式向清洁、高效、普惠的新能源经济转型。尽管全面商业化仍需策略性推进,但其带来的长远价值重塑已然清晰可见。

传统淡化海水制氢的成本居高不下,例如每公斤高达四十五元,这使得其商业化应用举步维艰,让许多人望而却步。

而中国的无淡化技术通过省去了昂贵的淡化环节(如反渗透多级增压),将制氢成本大幅降至每立方米零点四元,比传统方法降低了八成,折合每公斤仅约十一点二元。

结合海上风电提供的廉价电力,进一步摊薄了电力成本,整体提升了能源利用效率。中石化测算显示,这项技术能使炼油厂氢气成本降低百分之五十三,每年减碳超过二十万吨,经济与环境效益显著。

在二氧化碳合成汽油方面,虽然目前人工汽油的出厂价略高于传统汽油,但这只是暂时的。随着新型催化剂技术进步、电化学工艺优化以及可再生能源成本的持续下降。

未来数年内,其成本有望低于传统化石燃料,这将大幅增强二氧化碳合成汽油的市场竞争力,削弱石油的重要性,让“变废为宝”不再是梦想。

低成本氢能的普及将推动燃料电池汽车的飞速发展,实现三分钟加氢、八百公里续航的便捷性,有望在部分市场取代电动车,带来全新的出行体验。

氢能还可广泛应用于冶金、化工等工业领域,替代高污染的煤炭和石油,实现工业脱碳,为绿色制造注入强劲动力。这项技术还可与海上风电、光伏、石油钻井平台等现有基础设施结合。

进一步生产高附加值化工产品,甚至在缺水地区提升水资源利用率,一举多得。沿海工厂可通过管道直接获取氢气,加油站有望转型为加氢站,构建全新的能源基础设施网络。

尽管前景光明,绿氢等新技术的大规模商业化仍需优化其经济性。专家建议,政府可考虑对生产方提供销量挂钩的补贴政策,以加速市场推广和成本下降,逐步削弱石油的市场主导地位。

技术迭代也在持续进行,例如近期规划的膜升级、凝胶电解质引入,以及与深地热能的结合等,将持续提升效率和降低成本,推动技术向更深层次发展。

多套系统的稳定运行,包括近日启动的每小时可产氢一百一十立方米更大规模装备、陆地系统稳定运行二百四十小时、规模化研发基地运行超三百小时,以及深圳湾样机稳定运行三千二百小时。

这些都充分验证了其商业化落地的可行性,让我们对未来充满期待。

结语

中国在清洁能源领域的系列技术突破,不仅是自身能源战略的胜利,更是对全球可持续发展承诺的有力实践。这些创新正加速构建一个更加安全、清洁、普惠的全球能源新秩序。

它们引领世界迈向一个由创新驱动的绿色未来,让地球家园变得更美好。中国在能源自给能力和国际地位上实现显著飞跃,正积极把握氢能时代带来的历史机遇。

通过持续的研发投入和技术推广,中国将向全球贡献更多清洁能源智慧和解决方案。这种能源转型不仅是经济层面的升级,更是全球环境保护和人类命运共同体理念的深刻体现。

未来的能源世界将因中国方案而变得更加多元、可持续和充满活力,这无疑是一场影响深远的绿色浪潮,而中国,正以其独特的智慧和力量,领航前行。

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