“福州造”海水直接制氢装备两年实现三大突破

“海水能够不经淡化直接转换成氢能吗？”

在2022年11月30日之前，这个问题的答案是否定的。那天，中国工程院谢和平院士团队在《Nature》正刊上发表海水制氢原创性成果，向全球发出了“能”的理论声音。

“东福一号”在福清兴化湾制备氢气。（东福研究院供图）

短短半年之后，在福清兴化湾，由谢和平院士团队与东方电气集团联合开展的海水原位直接电解制氢技术海上中试成功，把这一问号拉直。

最近一个月，东方电气（福建）创新研究院有限公司执行董事、总经理刘泰生很忙。他忙着向来榕参加2024第二届中国海洋装备博览会的海外客商介绍“福州造”海水直接制氢装备的最新成果。

很多客商发问：这是怎么做到的？

海水无淡化制氢技术，诞生于实验室的“温床”里。谢和平院士团队将该技术原理样机放在灌有海水的试验舱里，完成技术实验。

理论成果走出“实验室”的关键一步，是要将原理样机从放在海水里变成放在海洋里。一字之差，背后却是困难重重。

一场以研制海上制氢平台为突破口的联合攻关展开了。

置身大海，怎样将原理样机功率放大？制氢的电从哪里来？怎么确保设备安全稳固？“东方电气集团是装备制造企业，造得了核能装备等大国重器，但是我们这个新团队缺乏海工装备建造和应用经验，何况这个平台无先例可循。”团队项目经理曹雪幡坦言。

好在福建人擅于穿江达海！福建涉海高校院所、造船企业众多，每一项难题都在“强强联合”中找到解决方案。除了“专业”合作外，来自福清当地海员、渔民的智慧解决了关键问题。

制氢，需从海上风机上取电。几条电缆一拉不就行了？没这么简单。从风机承台高处斜向下拉，海风太大；从海底拉线，容易被鱼类啃咬破坏；让缆线漂浮海面上，固定不住。

“把电缆绑在浮子上”“绑扎改用海绳，轻便又牢固”“缆线中段再拉两个点，海浪来了也不怕”……在联合研发团队与海员、渔民们你一言我一语中，难题迎刃而解。

“有院士、高校的智力支撑，也有当地渔民、工人的经验支持，结合东方电气的工程能力，我们的平台实现从陆地走向大海。”曹雪幡说。

为什么选择在福清兴化湾下水？团队将原因总结为“天时地利人和”。

2023年初，团队成员陈屹为考察下水点，沿着福建海岸线走了一圈，直至来到福清兴化湾。远眺海面，一座座白色风电塔筒犹如擎天柱般矗立，他心生感慨：“海水是宝，海上吹来的风也是宝！”

福州有丰富的海上风能资源。近年来，10兆瓦、18兆瓦、26兆瓦海上风电机组接连在这片海上出炉。“制氢试验场地要求严格，政府不仅开放包容，更尊重科学家，愿意听取建议，我们真正选对地方了。”刘泰生说。

陈屹的视角更多落在实际操作上。在他看来，兴化湾海况相对温和，兄弟单位就在附近，能够提供场地保障。更幸运的是，海上风电机组预留了取电口，适合开展试验。“三峡业主留了一手，正好拉了我们一把。”

事实上，哪有那么多巧合。

20世纪90年代，福州提出建设“海上福州”，鼓励做大做强海洋产业。近年来，福建三峡海上风电国际产业园、金风科技等海洋装备制造业龙头企业纷纷选择福州，国家级海上风电检测中心、技术国际领先的风电装备制造基地等“国字号”项目、平台落地福州。

东方电气集团同样相中了福州。2019年，第一家涉海企业落子福州；2022年，创办东福研究院等企业，进一步深化氢能、风电、海洋能研究等领域合作。

“资源条件都有了，三步并作两步走，只争朝夕。”谢和平院士在联合研制攻关海上制氢平台时，对联合研发团队提出了更高要求。

从浮体设计到制造施工，再到安装调试……项目团队边做边改，边改边做，联合研发，不断尝试。最终，全球首个漂浮式海上制氢平台研发、海底勘探、设备稳定性改造、海上连接和吊装等一个又一个“硬骨头”被啃下。

2023年3月，全球首套与可再生能源相结合的漂浮式海上制氢平台——“东福一号”完工下水。

一山放出一山拦，拼体力的考验开始了。团队成员大多来自四川、安徽等内陆城市，“旱鸭子”出海，纷纷晕船，有的吐完扶着墙进舱读数据，有的强忍不适为试验争取时间。团队成员周子健还记得，“迎着第一缕阳光出海”成了所有人的生物钟。

海上中试于2023年5月17日启动。第五天，台风“玛娃”逼近，试验面临前所未有的压力。“经受8级大风、1米高海浪、暴雨等考验，连续稳定运行超240个小时，海水杂质离子阻隔率高达99.99%以上，制氢纯度达到99.9%至99.99%。”10天后，中国工程院专家组一行登上“东福一号”，确认海试成功，创下真实海洋环境下无淡化直接电解制氢新纪录。

两年实现三大突破——

从2022年底项目正式立项，到2023年5月海试成功，这只是“福州造”海水直接制氢装备“东福一号”一代的使命；

走向产业化、规模化，装备还要再升级，就在今年7月，已完成十立方米陆上试验；

能不能再迭代，实现体积更小、更节能、更高效？谢和平院士团队与东福研究院的回答是：能！

在氢能新赛道上，刘泰生底气十足：“我们有信心把更多问号拉直！”（记者 林榕昇 谢星星）