专家警告不要大肆宣传通过直接电解海水来获取绿色氢气

Josiah02

　　乍一看，这个计划听起来很有吸引力：发明和开发能够直接从未经净化的海水中生产氢气的未来电解器。但仔细观察就会发现，这种直接海水电解器需要多年的高端研究。此外，DSE 电解器甚至不是必需的——一个简单的海水淡化过程就足以为传统电解器准备海水。
　　在《焦耳》的一篇评论中，国际专家比较了不同方法的成本和收益，并得出了明确的建议。
　　淡水是一种有限的资源；世界上 96% 以上的水都存在于海洋中。如果可以将海水直接送入未来的电解器，利用风能或太阳能等可再生能源生产绿色氢气，这可能是一个可行的解决方案。人们为这个想法投入了数亿美元的研究资金，仅在 2023 年，就有超过 500 篇关于直接海水电解的出版物（这个数字呈指数增长）。
　　无需新开发
　　然而，技术经济分析表明，只要更详细地分析成本和收益，这种论点就会土崩瓦解。
　　HZB 电解研究员、焦耳评论的主要作者 Jan Niklas Hausmann 博士表示：“没有令人信服的理由开发 DSE 技术，因为已经有利用海水生产氢气的有效解决方案。”来自耶鲁大学、加拿大、德国和 HZB 等知名研究机构的各个学科的国际专家也为该评论做出了贡献。
　　目前已经可以使用海水来生产氢气。可以使用反渗透等成熟的工艺来净化海水，以用于“普通的”市售电解器。从热力学的角度来看，净化海水所需的能量仅为电解所需能量的 0.03%。这也反映在当前的成本上：净化海水生产一公斤氢气的成本不到两美分。然而，在德国加氢站，一公斤氢气的成本为 13.85 欧元。
　　专注于直接海水电解技术的发展浪费了有限的资金资源。图片来源：N. Hausmann/HZB in Joule
　　明智地投资
　　开发能够在海水中稳定运行的新型电解器只会省去这一廉价的净化步骤。相比之下，DSE 电解器的开发极具挑战性，而且它们能否达到当今电解器的效率和长期稳定性也值得怀疑。
　　专家认为，这其中存在重大挑战：海水中含有各种有机和无机物质，这些物质会引起腐蚀和结垢，影响电解器的所有部件。DSE 目前被宣传为氢气生产的现实解决方案——研究人员警告称，这一承诺无法兑现，可能会吞噬大量纳税人的钱。
　　“我们可以将其与直接使用原油驱动汽车进行比较，”豪斯曼解释道。“开发这样的汽车是可能的，但它们的效率和使用寿命不如使用净化汽油的汽车。尽管净化原油（通过炼油厂）的成本高达燃料最终价格的 16%，这明显高于净化海水进行电解的相对成本（<1%）。”
　　推动电解研究步入正轨，为脱碳做出贡献
　　“学术研究不一定能立即找到解决方案。然而，如果将 DSE 作为一种快速解决方案，并加以推广或炒作，损害了其他更有前景的方法，那么它将占用其他领域开发关键脱碳技术所缺乏的资源，”HZB 催化剂专家 Prashanth Menezes 博士解释道。
　　梅内塞斯说：“如果我们想在 2050 年实现净零碳排放，就必须将资金用于能够迅速实现这一目标的发展。”