編者按：“十五五”時期是我國加快構建新型能源體系和實現碳達峰目標的關鍵期。“十五五”規劃綱要提出，“深入實施能源安全新戰略，加快構建清潔低碳安全高效的新型能源體系，建設能源強國”。同時，在瞄準世界科技前沿強化系統布局實施科技戰略部署、加快戰略性新興產業發展等方面，“十五五”規劃綱要都提到了新能源。聚焦建設能源強國，我們即日起推出“向新向綠向未來”系列報道，展現相關科技創新成果、重點工程建設成就、高端裝備應用實踐。

在黃海之濱的青島西海岸新區，中國石化青島煉油化工有限責任公司(簡稱中國石化青島煉化公司)氫能“產研加”示范園內，我國首個工廠化海水制氫科研項目——青島煉化海水制氫科研項目正在穩定運轉。海上光伏發出的綠電驅動電解槽，將通過管道源源不斷流入的海水分解成氫氣和氧氣。

今年3月，這一項目完成了累計1000小時的穩定運行，具備了從科研成果向規模化綠氫生產轉化的落地條件，標志著我國海水直接制氫技術向產業化邁出了關鍵一步。目前，研究團隊正在緊鑼密鼓開展工業示范研究，加速海水直接制氫技術的工業化進程。

海水直接制氫，從技術攻堅到產業落地，背后需要攻克哪些難關?“光伏發綠電、綠電制綠氫、綠氫就地用”的探索，將為產業發展、百姓生活帶來哪些變化?

破解世界難題，海水不經淡化直接電解制氫

氫能，是指氫和氧進行化學反應所釋放出的化學能，唯一排放物是水，被譽為“21世紀終極能源”。它帶有能源和原料雙重屬性，是構建清潔低碳安全高效新型能源體系、實現“雙碳”目標的重要支撐。

數據顯示，我國氫能全年生產消費規模已超3650萬噸，占全球總產量的36.6%，連續多年位居世界第一。隨著“十五五”規劃綱要明確將氫能納入未來產業重點培育方向，綠氫需求將持續攀升。

“目前我國氫能主要來自化石燃料制備，但制備過程碳排放量較高。”中國石化青島煉化公司煉油工藝專家、氫能相關項目負責人秦衛龍說。

利用太陽能、風能等可再生能源發電，通過電解水方式制取的綠氫，制備過程零碳排放，是氫能發展的未來方向。然而，傳統的電解水制氫方式，高度依賴高清潔度的淡水資源。每制取1千克氫氣，理論上大約需消耗9千克水。淡水資源的稀缺，制約了綠氫產業規模化發展。

解決“淡水依賴癥”，科技工作者們將目光轉向大海。海上風光綠電資源豐富，海水取之不盡、用之不竭，為海水電解制氫提供了近乎無限的電能和原料，應用前景廣闊。

然而，用海水直接制氫，說起來簡單做起來難。

在中國石化青島煉化公司發展規劃高級專家、青島煉化海水制氫科研項目負責人梁峰看來，海水直接制氫，難點在于“制”，更在于“穩”。海水中含有約3.5%的鹽分，還有多種微量元素、微生物和懸浮物等，腐蝕性強，易結垢沉積。在這樣的環境中，傳統電解設備制氫難，要想長期穩定運行也難。

如何在復雜海水環境下實現穩定、高效制氫，是一道困擾科研人員多年的世界級難題。據秦衛龍介紹，國外海水直接電解制氫技術目前尚處于研發階段，示范類項目基本采用“海水淡化+傳統制氫”耦合方式。

如果不淡化海水，能否通過運用耐腐蝕、高活性的電極、極板材料，來實現直接制氫?中國石化青島煉化公司與大連石油化工研究院聯合組建攻關團隊，向著這一目標奮力攀登。

攀登路上，要闖過一道道難關。秦衛龍介紹，研發初期，團隊直面海水中雜質多，存在腐蝕、副反應等問題，研發出新型高定向選擇電極材料，通過在催化劑表面構建“防護罩”，來解決雜質離子帶來的種種難題。研發后期，團隊人員發現，電解制備過程中，隨著水不斷消耗，鹽類累積問題凸顯，威脅制氫裝置長周期平穩運轉。他們開發電解液離子平衡工藝，將鹽類以產品形式產出，不僅消除了安全隱患、提升了制氫效率，還提高了經濟性。

就這樣，研發團隊堅守在科研項目現場，解決一個又一個難題，調試一個又一個參數，突破了耐氯電極技術、高性能極板設計以及海水循環系統等關鍵技術，解決了世界級難題。經過他們的努力，2024年12月，青島煉化海水制氫科研項目建成國內首個工廠化海水直接制氫科研裝置并投入運行。

運用工廠化模式，形成零碳綠色的新能源產業鏈

有的科研項目會采取在實驗室開展小試或中試的方式，來進行科研成果量產前的試驗。而青島煉化海水制氫科研項目采用的是“工廠化海水制氫”模式，直接在石化園區開展試驗。

這一模式的最大特點在于，制氫裝置的原料來源、產品去向等，都與工廠日常生產緊密相關。該科研項目在青島煉化氫能“產研加”示范園實施，這是一個集氫能生產、研發和加注等于一體的綜合性平臺。科研項目所用海水來自園區附近海域，電能是海上及園區屋頂光伏電站生產的綠電，綠氫產品在園區內便可就地應用。

在這一模式下，大規模的長周期試驗得以開展。該科研項目的電解槽用電功率達百千瓦級，每小時可生產綠氫20標準立方米。這些氫氣完全符合國標要求，可以直接并入中國石化青島煉化公司的管網系統，用于煉化生產;或者注入加氫站，為當地的氫能重卡、公交車提供清潔動力。

在青島煉化氫能“產研加”示范園內，圍繞海水制氫科研裝置，還有多個與科研項目密切相關的重點項目、重點設施。隨著秦衛龍逐一介紹，示范園內這條從“光伏發綠電”到“綠電制綠氫”再到“綠氫就地用”，零碳、綠色的新能源產業鏈在記者眼中愈加清晰。

示范園水域連通海域，水波蕩漾，水面上一片片深藍色光伏板在陽光下熠熠生輝。裝機規模7.5 兆瓦的全國首座工廠化全海水環境漂浮式光伏電站，2025年7月建成投用。示范園內，還有一個5.5兆瓦樁基式水面光伏項目，2024年便已投運。一個23兆瓦水面光伏項目已經立項，待其建成投運，示范園內水面光伏裝機總規模將達36兆瓦，年發綠電可達5000萬千瓦時，為綠氫生產提供充足的清潔電力支撐。

示范園內，有氫能生產地，也有集散地。這里有加氫“子母站”：山東省“十四五”氫能產業重大示范試點項目——青島煉化氫能資源基地項目為“加氫母站”，主要產出燃料電池用氫氣，為青島市氫燃料電池車提供用氫來源;氫能加供中心——海河路加氫站為“加氫子站”，這是我國首座“碳中和”加氫站，不僅可為用氫車輛加注氫氣，還能向運氫車輛灌裝氫氣。

依托青島煉化海水制氫科研項目，示范園內建設了工業規模海水制氫示范項目，著力于推動科研成果落地規模化、工業化運行。

走近海水直接制氫裝置，會發現它主要由電解槽、輔助系統以及鹽度平衡控制系統構成。與運用純水的制氫裝置相比，它在產出氫氣和氧氣的同時，還多了一些產品。通過材料、設備以及工藝的耦合，可將海水中濃縮的鹽類析出，產出氯化鈉、鈣鹽和鎂鹽等。

“這項科研項目降低了電解水制氫對水質的指標要求，拓展了電解水制氫原料來源，為電解水制氫行業未來的降本增效提供了新的解決思路。”秦衛龍說，不僅如此，科研成果還可應用于工業含鹽廢水的處理。

我國石油化工、煤化工、電力、印染、制藥、電鍍等行業工業含鹽廢水年排放量較高，處理成本高昂。如果海水直接制氫技術拓展應用于工業含鹽廢水制氫領域，在制氫過程中同步實現廢水高效濃縮，將實現經濟效益、環保效益等多贏。

錨定“雙碳”目標，讓綠氫賦能更多應用場景

目前，青島煉化海水制氫科研項目已更換了新一代電極和極板材料，并計劃今年年底前完成2000小時的穩定性試驗，進一步驗證技術的可靠性。

“工業電解槽的商業化運行通常要求壽命達到5至8年。因此，距離大規模商業化推廣，海水直接制氫仍需進一步開展長期連續工況驗證試驗，全面評估壽命與經濟可行性。”秦衛龍說。

要真正實現從試驗場到工業化生產、規模化場景應用，不光要求技術成熟，還要考慮成本與效益。

通過科研攻關和技術創新，目前示范園內綠電制氫生產成本已降至科研項目運轉初期的一半。“海水直接制氫的成本主要依賴于電價成本，示范園內實現光伏綠電自給自足，成本較網電至少降低50%。”秦衛龍進一步介紹，對工業化、規模化綠電制氫而言，綠電價格仍存在下降空間，在一定價格區間內，綠電海水制氫的經濟性將可與化石能源制氫相匹敵。研發團隊將持續優化海水電解工藝、提升裝備運行效率，著力通過技術創新和規模化效應不斷壓低制氫成本，加速海水直接制氫技術的推廣和商業化應用。

近年來，中國石化青島煉化公司錨定“雙碳”目標，在氫能領域持續深耕，走出了一條從技術攻堅到產業落地的創新之路。

幾年前，青島市在西海岸新區開通了氫能公交示范線，卻面臨“有氫能車，無本地氫源”的困境。中國石化青島煉化公司科研團隊首創化學精制法燃料電池氫生產技術，于2021年8月產出青島市第一車燃料電池氫，實現了“青島的車用上青島的氫”。目前，該公司氫能出廠量累計已達1400噸。

在海河路加氫站，一輛輛氫能公交車緩緩駛入，有序排隊加氫。運氫車輛來到這里，灌裝氫氣后運往青島市內和山東省內其他城市。這里既是氫能車輛的“補給站”，也是氫能的“集散地”。

秦衛龍說，隨著青島煉化海水制氫科研項目的推進，中國石化青島煉化公司計劃將現有加氫站升級為全國首座海水制氫加氫站，助力青島市在全國率先實現綠氫交通、建成綠氫港口。

今年2月6日，500輛氫能共享單車在青島西海岸新區泊里鎮投入運營。它們外觀與普通電動自行車相似，里面的“心臟”卻截然不同。氫能共享單車運用的是氫燃料電池，加注一次氫氣，續航可達百公里，一年下來每輛車可減少二氧化碳排放約150千克。收費價格，則與市面上常見的共享單車差不多。氫能共享單車一經推出，廣受市民歡迎。據了解，青島西海岸新區計劃今年在全區投放氫能共享單車逾萬輛。

針對氫能共享單車等新興業態，中國石化青島煉化公司正推進加氫站升級，擬將其打造成“加氫、充裝、換氫”一體站。升級后，可批量為氫能共享單車更換儲氫瓶。

2026年政府工作報告提出，大力發展綠色低碳經濟，設立國家低碳轉型基金，培育氫能、綠色燃料等新增長點。《中國氫能與燃料電池產業發展研究報告(2026)》中提到，今年將是我國氫能產業“量增”與“質變”并舉的一年。在明確的戰略指引下，氫能產業將在綠氫規模化生產、工業深度脫碳應用等核心賽道上取得決定性進展。

從交通示范到工業脫碳，從零碳園區建設到百姓日常生活，綠氫的消費模式也將加速迭代，發生更多變化。從向海取氫的技術突破，到制氫成本的持續下降，未來，隨著海水直接制氫技術真正落地商用，實現規模化生產，綠氫有望賦能更多應用場景，更加有力推動經濟社會發展全面綠色轉型。

知識鏈接 | 灰氫 藍氫 綠氫

根據制備方式不同，氫氣可分為灰氫、藍氫和綠氫。

灰氫是指通過天然氣、石油等化石燃料，經過重整或氣化等過程產生的氫氣。由于主要原料天然氣資源豐富且價格低廉，因此灰氫的價格相對較低。但是，灰氫的生產過程中會產生大量二氧化碳排放。

藍氫是在灰氫的基礎上，結合碳捕集、利用與封存技術獲取的氫氣。碳捕集和封存技術需要額外的投資和運營成本，因而藍氫的生產成本相對較高。相較于灰氫，藍氫更具環保優勢，被視為一種過渡性的清潔能源。

綠氫是指利用可再生能源(如太陽能、風能等)發電，通過電解水方式產生的氫氣。其生產過程無碳排放，符合低碳環保理念。綠氫的生產成本主要受制于電解水技術和可再生能源發電技術的成本。