【化工装备十年大发展】2349-2025海上风电制储氢系统国内首次连续长时海试

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近日，由上海交通大学海洋工程团队牵头研制的海上风电制储氢系统实海试验在三亚崖州湾近海试验场顺利开展。本次海试是国内首次针对自主研制的海上风电制储氢系统开展长达720小时的连续、长时实海测试。海试期间，试验船舶遭遇罕见大风浪天气，海面波高超过4级，风力超过6级，船舶倾斜角度超过10度。截至目前，制储氢系统已在海上安全、连续运行超过240小时，系统设备工作正常。

上海交通大学海洋工程团队与三峡集团上海勘测设计研究院有限公司、上海氢晨新能源科技有限公司等企业合作，共同开展海上风电制储氢设备系统研制及实海试验。历经一年多研究攻关，项目团队成功完成了海洋可再生能源制储氢系统方案设计，研制了制储氢系统，并先后通过了陆上联调联试和专家评审。此次实海试验，将在我国南海高温、高湿、高盐、高腐蚀的海洋风浪环境下，全面测试制储氢系统在大倾角极限运动、风电功率波动等影响下的工作稳定性和可靠性，从而获得海上电解制氢、储氢与安全防护等性能规律，将有望突破海洋环境高稳定高适应制储氢、变负荷工况制储氢设备高效运行控制、有限空间多功能复杂设备系统集成、数据实时监测与安全防控等关键技术，为海上高适应可再生能源制储运氢系统创新研发提供有力支撑。

当前，全球能源体系正在从以化石燃料为主的传统体系逐步向高效、可再生低碳能源体系转型。氢能作为其中一种清洁、高效、可持续的二次能源，是最具发展潜力的清洁能源之一。海上风电制氢可利用海上风电，就地电解水制氢，形成海洋可再生能源—氢能综合能源系统，将有望解决深远海可再生能源大规模开发的难题，是当前海洋清洁能源技术攻关的重点方向。未来，随着电解水制氢关键技术的突破，以及海上风电装机规模不断扩大，海上风电制氢将有望实现产业化应用，助力我国能源结构转型。

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qxb112721 发表于 2025-5-5 11:08
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【化工装备十年大发展】2351-2025我国应用无人平台远程开发海上稠油油田投产
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【化工装备十年大发展】2355-2025北方重工取得S32750 双相不锈钢大口径无缝钢管挤压制造方法”的专利
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面测试制储氢系统在大倾角极限运动

奥巴马_LQFP 发表于 2025-5-11 10:13
面测试制储氢系统在大倾角极限运动

qxb112721 发表于 2025-5-11 10:09
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【化工装备十年大发展】2370-2025突破“卡脖子”全国首条万吨级PHA生产线正式交付
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【化工装备十年大发展】2378-2022太原北方重工研制国内首创大口径无缝钢管穿扩机组
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【化工装备十年大发展】2379-2024中海油与延安能化建成国内首套乙烯羰基酯化法制MMA全流程中试装置
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wang009qian 发表于 2025-5-16 10:29
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海上制氢通常利用电解槽通过水电解制氢。水电解制氢主要分为质子交换膜水电解制氢(PEM)、碱性水电解制氢(ALK)、固态氧化物水电解制氢(SOEC)3种技术路线。主流水电解制氢技术对比如表1所示。固态氧化物水电解制氢效率最高，但电极材料稳定性低，且工作温度较高，致使电解槽寿命较短，目前仅处于初期研究阶段。因此，可用于海上的水电解制氢技术主要是质子交换膜水电解制氢(PEM)技术以及碱性水电解制氢(ALK)。

海上氢储运技术

氢气具有重量轻、密度小、可液化、可与金属及有机物发生化合反应等特点，可以通过海底管道或专用船舶等运输载体，以高压气氢、液氢、有机液态氢(LOHC)、固态储氢等多种形态储运。具体氢储运方式需要综合运输距离、地理位置和终端应用等因素来决策。主流的储氢技术主要包括低温液态储氢、高压气态储氢以及金属固态储氢3种。

高压气态储氢因为其设备结构简单、成本低、充放氢速度快、技术相对成熟、压缩氢气能耗低等优点，是现阶段技术最为成熟也是相对经济的储氢方式。高压气态储氢可以采用不同结构类型或材料的高压气瓶作为容器，其主要问题是储存能力有限，且金属气瓶重量大，易产生氢脆现象。因此，采用碳纤维、树脂等非金属材料实现储氢气瓶的高压力和轻量化是目前的研究热点，其关键是要探明气瓶材料的氢及服役环境介质相容性。国内外均已具备成熟的设计制造能力，但尚缺乏高压储氢系统在海上环境的应用和示范。

固态储氢具有安全高效、制储一体、体积密度高、设备轻便等优点。应用研究较多的是合金储氢。综合考虑储氢材料成本、使用可靠性等方面因素，钛铁合金储氢研究最为广泛。但是仍处在起步阶段，成熟度不高，曾用于潜艇等军工领域，商业化应用仍存在高工作温度/压力、脱氢不完全、催化剂价格高等难题。

低温液态重量储氢密度较高，储氢量大，适用于规模化远距离储运场景。国外的氢液化技术发展较早，技术已很成熟，已商业化应用。美国等发达国家氢液化技术较为成熟，正通过对氢液化流程的创新，以及设备工艺及效率的提升等方法来降低能耗。国内氢液化装置的产品质量、制造水平及系统能耗与国外技术相比还存在很大差距，需要突破低温工况材料的选用，氢、氦透平膨胀机研制和正仲氢转化催化剂等技术难题。

3种氢能储存技术对比如表2所示。相比于陆地环境，海洋环境具有空间有限，高温、高湿、高盐、高紫外线等易腐蚀特点，在易腐蚀环境和浮式平台运动工况下储氢系统的安全性和可靠性与海洋环境适用性，还有待进一步验证。