川觀新聞記者 文露敏
離岸100公里的一座海上漂浮式小島上，高大的風機將風能源源不斷地轉換為電能，隨后，將海水進行電解制氫，最終產生的“綠色黃金”又被運回岸上——這樣的能源利用新范式，將在不久后成為現實。
漂浮式風電耦合海水無淡化原位制氫綜合平臺示意圖。受訪者供圖
近日，東方電氣集團所屬東福研究院自主研發的漂浮式風電耦合海水無淡化原位制氫綜合平臺（以下簡稱“平臺”）成功獲得中國船級社頒發的原則性批準證書（AIP），成為全球首個通過該權威認證的漂浮式風電制氫平臺，標志著我國在深遠海新能源裝備領域實現關鍵技術突破，漂浮式風電制氫平臺商業化應用又進一步。
這座神奇的“小島”背后有何巧思？
挺進“深遠海”
探索“風電+制氫”
“海上風電正在加速挺進‘深遠?！??！闭劦狡脚_的設計初衷，東福研究院海洋能技術研究所負責人張沛解釋。
數據顯示，我國海上風電累計裝機容量已連續四年位居全球第一。在近海風電資源開發利用已趨飽和的情況下，可開發范圍更廣、風能資源豐富、風速風頻更優質的深遠海，提供了更大的想象空間。根據國家氣候中心的評估結果，我國深遠海風能資源技術可開發量超過12億千瓦，開發潛力巨大。
然而，從近海到深遠海，改變的不僅僅是離岸距離，還伴隨著技術難度、成本等的增加。誰率先“解題”，誰就掌握了主動權。
作為能源裝備研發“國家隊”的一員，東福研究院面向這一“無人區”開始了探索之旅。
在深遠海上建風機不成問題。關鍵是，如何把電輸回岸上？海底地形復雜，勘測施工難度大，成本巨大，甚至無法鋪設電纜。風場周圍直接建工廠，不現實。就地消納形成高價值的產品，成為“解題”的思路。
2022年，一項關鍵的技術突破，進入了全球視野。四川大學謝和平院士團隊在海水直接制氫領域取得重大原創突破，相關成果在國際頂尖學術期刊《Nature》上發表，開創了相變遷移驅動的海水無淡化原位直接電解制氫新路徑，成功破解了有害腐蝕性這一困擾海水電解制氫領域長達半個世紀的難題，實現了將取之不盡的海水如同純水般直接用于電解制氫。
“關鍵是徹底隔絕海水中的‘雜質’對電解系統產生毒性和腐蝕性影響?！敝x和平院士團隊成員劉濤表示。簡單而言，他們在海水與電解液之間引入了一層“膜”，既防水又透氣，有效防止兩者的相互滲透。同時，利用海水與電解液的蒸氣壓差作為自然驅動力，“誘導”海水中的純凈水分子進入電解液用于制氫，無需任何額外能耗。
用風發電，海水制氫——一條清晰的技術路徑已然形成?！安贿^，我們面對的是深遠海域，同時風機平臺和制氫平臺疊加，難度翻了好幾倍?！睆埮嬲f。
但“風浪越大魚越貴”，深遠海上的“捕魚”行動，必須展開。
強強聯手
打造海上“不倒翁”
劉濤介紹，實際上，論文發表未滿一月，謝和平院士團隊就與東方電氣集團簽署了全面戰略合作協議，共享成果的相關知識產權，協同攻關。
“我們原本是‘旱鴨子’，在游向深海的過程中，遇到了同樣來自四川的朋友?！睆埮嫘稳?。
一邊掌握了前沿原創技術，一邊是能源裝備龍頭，這樣的“強強聯合”，加速了從“實驗室到海上”的進程。
2023年6月，在福建興化灣海上風電場，依托雙方共同研制的全球首套與可再生能源相結合的漂浮式海上制氫平臺“東福一號”，全球首次“海上風電無淡化海水原位直接電解制氫技術”海上中試獲得成功。
半年時間，“從1到10”，方向得以驗證。劉濤表示，這樣的“加速度”，一方面得益于謝和平院士的戰略布局和長遠考慮，不僅從技術迭代層面驅動更大規模海水制氫技術與系統的持續升級，更立足氫能全產業鏈通盤考量，圍繞“海洋氫能”產業需求持續創新?！傲硪环矫妫瑬|方電氣集團依托其強大的技術研發與科技成果轉化能力、完備的裝備制造能力、深厚的工程積淀以及專業的市場、法務與知識產權保護團隊，為示范項目全程保駕護航，顯著縮短了技術工程化的探索時間?！?/p>
漂浮式海上制氫平臺“東福一號”。受訪者供圖
但挑戰還未結束。作為近海的試驗樣機，“東福一號”采用的是1.2標方的制氫裝置，每小時制氫1.2立方米?！耙聘嗟臍洌€要去更遠的海。”張沛介紹。
自2023年下半年以來，東福研究院依托自身開發的17兆瓦漂浮式海上風電平臺，集成謝和平院士團隊技術，開展新一輪平臺研發。
要征服大海，并不容易。平臺要面對的挑戰之一，是海浪的搖晃。
張沛形容，平臺就像一個漂在海上的“不倒翁”，上面是2000噸重的風機，加上100噸重的制氫系統，就需要調整整體的重心。他們想到，作浮力和平衡用的立柱存在閑置空間，將制氫系統布置于立柱間新建平臺及立柱內部，不僅能夠大幅降低額外建設成本，還能最大程度保持“下重上輕”的平衡。
同時，團隊設計了先進的增穩裝置，進一步提升制氫系統抗風浪能力，確保制氫系統在更復雜海況下持續保持安全和穩定運行狀態。簡單來說，就像設置了一組智能彈簧，保持系統的相對靜止，抵消海浪的沖擊。
此外，為了應對海上的潮濕高鹽霧環境，平臺還增設安全運維管理系統與鹽霧監測處理系統；配備儲能模塊，將波動的風電轉化為平穩電力輸送給平臺等。
此次權威認證的獲得，標志著東方電氣集團在全球“漂浮式海上風電+海水制氫”這一競爭激烈的新賽道上取得了重大突破，項目團隊又向“深遠?！鼻斑M一步。但要想真正實現平臺的商業化應用，他們還面臨著可靠性、成本等方面的挑戰。
“我們對于新技術有旺盛的探索欲，也有攀登高峰的勇氣。”張沛介紹，接下來，項目團隊將有序推動平臺縮比樣機的研制試驗，1:1樣機的示范應用與迭代升級。在海工裝備領域，東福研究院海洋能技術研究所將面向大型海上風電、新型波浪能發電裝備以及海島綜合能源利用等多個前沿領域持續攻關，創造更多“海上黃金”。
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