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厨爹 2023-09-15 16:46

据日本产经新闻的相关报道,东京电力公司在11日的时候已经完成了福岛第一核电站核污水的首次排放计划。按照计划,首次的排海计划量是7800吨,而按照最终的实际排放量来说,截止到11日的中午12点15分结束,首轮的累计排放量为7788立方米。



日本核污水的排放一直备受关注,一方面来说是因为它极具私心,只顾自己减轻压力。而另一方面,则是全球人都在关注其进展以及情况,则是想了解核污水排海后究竟都有哪些异常。有意思的是,居然日本还妄图逼迫中方撤回“禁止进口日本水产品”的命令。



这不,近日的一项源自深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长谢和平团队此前关于“海水直接制氢”的研究又有了重大进展!



不少网友看到后是比较高兴的,一方面是认为能源更清洁了,或许能更便宜,推动新产业的发展。而另一方面则是有网友畅想,会不会日本核污水也变得有大用处了?这究竟是怎么回事呢?



重大突破!海水直接制氢成功且成本大降

值得注意的是,其实关于“海水制氢”已经不是第一次提出,也不是我国一国之想,该概念提出至今已经有50多年,但是做出显著成果的非谢和平院士团队莫属。

据悉,这一研究早在2022年11月的时候就已经在Nature上正刊发表。在今年6月份的时候,福建福清兴化湾海上风场成功开展的全球首次的海上风电无淡化海水原位直接电解质氢技术中试成功。在真实海洋环境中,3-8级大风、0.3-0.9米海浪冲击干扰下,实现1.2Nm3/h规模、5kWh/Nm3H2电解能耗。

新型直接电解海水制氢装置



就目前最新进展来说,该团队研制了全球首套400升/小时海水原位直接电解制氢技术与装备,其中就包含漂浮式海水制氢平台。



与此同时,该研究团队实现成本再降低,将海水直接制氧和淡水制氧成本相当。按照该团队的计算:海水直接制氢成本=电价X单位电耗+(每年折旧+每年运维)/每年制氢总量

当海上风电上网电价为0.2-0.3元/度电时,海水直接制氢的单位制氢成本为0.21元/Nm3+0.2元/Nm3+(1-1.5)元/Nm3=1.419-1.919元/Nm3=15.89-21.49元/kg。



而当未来随着技术的发展,当海水直接制氢能耗和海上风电价格进一步降低,成本还将会进一步降低。按照目前的电解电耗进行估算,当电价低于0.09元/度时,综合成本有望抵达煤制灰氢的下限0.87元/Nm3氢气。



海水直接制氢原理是什么?成本大降这意味着什么

电解海水制氢,从原理上来说其实就是一种利用海水中的水分子进行电解反应,从而最终产生氢气的可再生能源技术!

具体来看,就是利用碱性电解水中摩尔浓度低于海水中的摩尔浓度,由浓度差自然形成碱性电解液流动。然后又利用设置的膜只让水分子通过,继而实现向碱性电解液补水,由此就形成动态平衡,源源不断的对海水中的水进行电解。



而实现的途径,就现目前的技术来说主要有两种。第一,先进行海水淡化,然后制氢。第二,则是海水直接电解制氢,将电解槽泡在海水中进行直接操作。而谢和平院士团队选择的,正是更难的第二种。

而就目前的情况来说,其实海水直接制氢已经技术上攻克了二代技术,技术能耗又降了0.5kWh/Nm3氢气,若电价又低于0.11元/度时,那么制氢成本将远低于煤制灰氢。



就这一领域来说,谢和平团队的技术再升级直接让传统的淡水制氢被打破,开创了新的制氢大门。长远来说,未来更将改变我们全球的能源途径。



然后就是对于产业联合具有重大突破!按照谢和平院士的规划,未来可能会打造“划水制氢和镁基固、储、运、用技术”产业链、和氢氨一体化、和绿色甲醇一体化。





除此之外,更重要的是,对于普通人来说,海水直接制氧逐渐趋近商业化,成本越来越低,那么电价也可能降低的。既清洁又形成产业链推动更多产业发展,完全可能引领全球“海洋绿氢”产业。

网友:变废为宝,日本核污水有大用?

不可否认,确实海水直接制氢意义重大,能将海水利用起来替代淡水肯定也是节约了淡水资源。那么,就网友提到的,日本核污水是不是也有大用处了?



其实就像前文提到的海水制氢原理,日本核污水和海水以及淡水是完全不同的性质。虽然日本如此多的核污水,其形成确实原因一方面源于使用了大量的水用于冷却受损的反应堆,控制其温度以防止进一步熔融。而另一方面,也是因为大量的地下水和雨水不断流入核电站区域。



但是冷却水也会被污染,并且还会发生反应。从本质来说,如今日本的核污水已经不仅是水和核废水的混合物,不能说将其中水的部分单独用来制氢。相反,因为含有多种核元素,还可能产生副反应,产生一些对环境、人类危害更大的物质。



总而言之,网友想象的将日本核污水再利用是并不能实现的。两者不能说有相关,而是说毫不相关。你们觉得呢?



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