海水直接制氢技术之所以被视为绿氢产业的战略突破口，根本原因在于其能够绕开传统电解水制氢对高纯度淡水的大量消耗。我国虽水资源总量丰富，但时空分布极不均衡，西北等风光资源富集区恰恰也是干旱缺水地区。如果绿氢制备全部依赖淡水，远期将面临水资源供给与生态保护的双重压力。而海水取之不尽，若能在近海或沿海工业区直接利用海水制取绿氢，则可将丰富的海上风电、滩涂光伏与制氢负荷紧密结合，构建起“海洋绿电—海水制氢—就近消纳”的新型能源体系。

      然而，海水直接制氢的技术难度远超淡水电解。海水中约含3%至3.5%的可溶性盐分，其中氯离子含量极高，在电解过程中阳极侧极易析出具有强腐蚀性的氯气或次氯酸根，不仅严重腐蚀电极、隔膜等关键材料，还会与析氧反应竞争，降低制氢效率。此外，海水中的钙、镁离子在碱性或高温条件下容易生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物，附着在电极表面和流道内部，导致传质受阻、能耗上升。更棘手的是，海水中富含的微生物、悬浮颗粒及复杂有机物，会在长期运行中引发膜污染与催化剂中毒。因此，全球范围内海水直接制氢技术长期处于实验室小试阶段，鲜有能够连续运行超过数百小时且保持性能不衰减的工业化案例。

      青岛炼化海水制氢项目之所以能够率先迈过1000小时稳定运行的门槛，关键在于中国石化青岛炼油化工有限责任公司与大连石油化工研究院联合科研团队长达数年的协同攻关。团队从基础材料创新入手，成功研发出一种新型耐氯析氧阳极材料。该电极通过独特的表面涂层设计与体相掺杂改性，在海水环境中能够优先催化析氧反应，同时显著抑制氯析出副反应，从而在源头大幅降低活性氯对电极的腐蚀速率。与之配套的阴极材料则优化了析氢过电位，提升了在高盐度、多杂质环境下的抗中毒能力。

      在系统集成层面，项目采用了专为海水环境设计的电解槽结构与工艺控制策略。一方面，通过优化流场分布与间歇式自清洁循环设计，有效延缓了钙镁垢层的形成与累积；另一方面，开发了基于多参数在线监测的智能调控系统，可实时感知海水进水水质波动并自动调整电解工况，确保装置在盐度、温度、浊度变化的复杂工厂环境下依然保持高效平稳运行。正是从电极材料到系统工艺的全链条自主创新，才使得该套装置能够连续生产绿氢超过1000小时，且关键性能指标未见明显衰减。

该项目于2024年底正式投入运行，创新性地采用了“工厂化海水制氢”模式，即将制氢设备直接部署于沿海大型炼化企业厂区内，就近利用厂区水面及屋顶光伏电站所发绿电作为电解动力源，直接抽取预处理后的海水进行电解。当前装置设计产能为每小时20立方米绿氢，所产氢气经纯化后直接并入青岛炼化现有工业氢气管网系统，实现了“绿电—绿氢—炼化生产”的短流程、零碳足迹耦合。一部分氢气替代传统化石能源制取的灰氢，用于加氢裂化、加氢精制等炼油深加工过程，助力炼化环节深度脱碳；另一部分则输送至全国首座碳中和加氢站——青岛炼化加氢站，为当地运营的氢燃料电池重卡、公交车提供清洁高效的零碳动力。

      随着项目运行时间的持续累积，科研团队在运维实践中不断迭代优化操作参数与维护规程，使得绿电、绿氢的综合生产成本较项目启动初期显著下降。这一成本下降曲线恰恰证明了海水直接制氢技术在工业化放大过程中具备明确的“干中学”效应与降本潜力。与此同时，项目积累的海量运行数据正反哺于下一代更大规模、更高电流密度的海水电解装备研发工作，为未来建设百兆瓦级乃至吉瓦级海水制氢工厂奠定技术基础。

      从更宏观的视角观察，青岛炼化海水制氢项目的突破具有多重示范意义。其一，它验证了沿海重化工园区依托自身光伏、风电及海水资源实现绿氢自给自足的可行性，为钢铁、炼化、煤化工等高耗能、高碳排放行业的低碳转型提供了可复制的路径。其二，它展示了“海水直接制氢”与“绿电消纳”协同发展的巨大潜力——我国海上风电规划装机规模巨大，若能通过海水制氢将不稳定的海上绿电转化为易于储存运输的氢能，将极大缓解电网消纳压力，提升海洋能源开发的经济性。其三，这一成果打破了国外在耐海水电解材料领域的技术垄断，标志着我国在绿氢核心装备与关键材料自主可控方面又迈出了坚实一步。

      未来，随着海上风电、漂浮式光伏等海洋清洁能源开发提速，以及质子交换膜海水电解、高温固体氧化物海水电解等多技术路线的并行突破，海水直接制氢有望从沿海示范走向深远海浮式制氢平台，最终构建起“深远海绿电—原位海水制氢—管道或船舶输氢”的蓝色氢能供应链。而青岛炼化项目1000小时稳定运行的里程碑，正是这场绿色氢能变革从蓝图走向现实的关键第一步。

来源：  博创氢能