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文/万物知识局

编辑/万物知识局

大家都知道石油被誉为“黑黄金”，这不仅体现出了它价格的高昂，更是表达出了他的价值也是特别的高，而就在近几年来也由于受到全球原油的价格增长以及国际社会关系和战争的影响，导致石油的价格一路暴涨。

作为21世纪的工业血液，人们生活的方方面面都可能需要有石油的参与，在大家印象中，石油的用处就是作为燃油，这也是一个极度正确的印象，我们世界上有百分之七十二的石油都被用于了制作各种燃油，然而，除了作为燃油以外，石油还可以用来生产塑料，橡胶，润滑油，清洁用品。

还可以用来生产柏油，并且加工成一种天然的沥青，用于公路的铺装，而且我们在衣服标签中看到的涤纶，腈纶，棉纶等面料也都是由石油生产的，甚至就连女生常用的化妆品，它的原材料也含有高达80%的石油。也正因如此，石油的价格一直都处于一种比较高的价位，而且还是我们不得不消费的存在。

然而现在，我国专家的一项实验很有可能会导致未来石油价格的暴跌，甚至会降到“白菜价”的水平，究竟是什么技术？真的能替代石油目前的作用吗？

一、中国的新科技

其实石油价格的暴跌和它本身并没有多大的关系，而是我国发现了一种可以代替石油的氢能源，而且在制作氢能源方面，有了很大的技术性突破。

差不多就在六月初的时候，我国福建兴化湾的海上风电场上，中国东方电气集团联合深圳大学/四川大学谢和平院士团队展开了一次全国首次的“海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术”的实验，取得了圆满的成功。

虽然这个实验的名字又长又拗口，但这个实验的成功，却是实打实的全球在海水电解制氢技术上的一大突破，也是成功的破解了一个困扰整个世界半世纪的难题。

而这项叫做“海水无淡化原位直接电解制氢技术”的技术，它是通过对一种特殊设计的电极结构和催化剂材料的利用，从而在电解槽的内部形成了一个电化学与物理力学相结合的屏障，而也就是因为这个屏障的存在，使得海水中的大部分盐分和杂质被隔绝，并且在同时还能保证电流可以在两个极间均匀的传递。

而也正是因为通过了这种方式，在阳极处就能产生高纯度，高压力并且低温度的氧气，而在阴极处也就能形成高纯度，高压力，低温度的氢气，并且这整个过程中没有任何的污染物的产生，也不会消耗掉任何的淡水资源。

而我国这个技术的成功，也就意味着我们可以在海上建立起一个一体化原位海水制氢工厂，并且可以通过风力，太阳能等可再生的能源为海水的电解提供动力，而在制氢过程中产生的氧气也可以释放到空中，或者是运用到养殖业上。

其实早在2022年的11月30日，谢和平的团队就曾在杂志《自然》上，发表过海水直接电解制氢技术的成果，而这技术理论也成功的支持了福建这次实验的成功，在福清兴化湾风电产这一次海试过程中，连续十天之内，兴化湾里曾迎来过八级的大风，一米高的海浪，甚至强降暴雨等等极端恶劣的环境。

这是巧合，但也让这次海试饱受考验，而我们的这批电解制氢设备也是很成功的，经受住了大自然的考验，并且在十天之内，保持了完整连续240小时以上的稳定运行，而最终制作出来的氢浓度也是高达了99.9%，甚至还有到99.99%的。

而这项技术所需要的费用也是特别的合理，如果在忽略掉税费，财务费等成本的情况下，这一套海上风电设备每年可以使用4000个小时 能够发十万度的电，折算下来，也就是这套设备的价格是每千瓦是五千元的人民币，如果加上平时的运营以及维护的成本的话，也就差不多每度电的成本在六分钱左右。

而且如果在这些基础之上，企业还能够和东方电气一样，既是发电的企业，又是制氢的企业的话，那么企业制出一立方的氢，也就仅仅只需要三毛多不到四毛人民币，而一公斤的成本更是仅仅只需要四元人民币。

甚至可以毫不夸张的说，只要我们能够使这项技术达到成熟，那么市场上的需求量就不会有少，毕竟现在全世界都在宣扬“碳中和”等绿色发展的观念，因此一旦能够有低成本的绿氢技术得到商业化的运用，那么以全球市场上对氢能的巨大需求，让全世界进行能源变革也不是不可能的。

二、代替石油的氢气

虽然我们说可以运用氢气代替石油，但是石油的作用领域毕竟还是很广的，因此我们所说的用氢气代替石油，主要还是在能源的领域上。

石油能在上个世纪取代煤炭，成为世界第一的能源，就是因为它的能量密度，相比于煤炭来说更加的大，大概是煤炭的1.5倍，而能量密度越高的燃料，在工业上往往就是越划算的，因此可以代替石油的氢气，它的燃烧而产生的能量，是同等重量的石油的三倍，更是同等重量煤炭的四倍，而就凭借这个能量密度来看，氢气很有可能像石油取代煤炭一样，将石油取代从而成为新一代的世界第一能源。

而且氢气它使用起来是非常灵活，并且效率也是特别高的，石油通过燃烧所产生能量，而这些能量的使用效率最大也就差不多在30%~40%左右，也就是说不管是火力发电厂还是私家车燃烧汽油的时候，都只有30%~40%左右的能量可以转化成我们想要的电能或者是动能。

但是氢能源的能量转化效率却是非常的高，在运用氢能源的能量时，差不多可以有90%的能量，能被转化成我们想要的电能或者动能，而一般想要达到这种超高的效率，就需要借助一种叫做燃料电池的装置。

这种装置使用起来也是非常的灵活，它的体积可以大，也可以小，体积大的话就可以驱动轮船和汽车，体积小的话就可以用做手机的电池，虽然现在我们手机的电池主要是锂电池，但是如果换成氢燃料电池的话，可能充一次电就可以续航半个多月。

除了这两点以外，氢能源相比起石油来说它是更加环保的，石油充当能源燃烧的话就会产生氮氧化合物，如一氧化碳，二氧化碳，二氧化硫等等气体，而当这些气体直接排放到空中的话，就会对空气造成很严重的污染，而相比较之下，氢能源燃烧的话，它的产物也就只有水，可以算是真真正正的实现了所谓的“零碳排放”，而现在随着时代的发展，地球上的环境污染越发的严重，甚至全球也在开始变暖，为了抑制这种现象，大发使用氢能源可以算是一种很好的解决方案了。

三、海水制氢

虽然氢能源的作用比石油要优秀很多，但是地球上现成的氢能源还是很少的，然而相信大家上学的时候都学过，水可以通过电解产生氧气和氢气，而我们所生活的地球又刚好是一个水资源达到了70%的星球，因此想要很好的获得氢能源，全国各个国家都将目光转向了海洋，而地球上的海洋。也被各位能源学家们誉为“世界上最大的氢矿”。

世界上最早提出海水制氢技术的，就是丹麦的风力技术集团Vestas和法国的能源巨头公司，而他们也是第一个对海水制氢技术进行实验和运用的，然而，由于技术不够成熟，以及他们的企业规划也不够周全，再加上通过海水制作氢气的成本花费实在是太高了，因此他们的这个项目没进行几年就破产了，甚至还连带着把丹麦的风力集团也给拖破产了。

而就在丹麦和法国的这个项目失败之后，德国，荷兰等多个欧洲国家也开始了对海水制氢技术的尝试，并且开始了海上风电制氢的计划，但是都没有得到很大的突破，其实制氢的技术并不难，难的是要如何降低成本，实现制氢的规模化和商业化，而不是只局限于少量的工业制氢。

在这么多年的探索中，海上制氢主要被分为了两种途径：间接制氢和直接制，。而这两种途径使用的最多并且也最常见的就是间接制氢。

由于海水是一种非常复杂的多组分水溶液，这些水溶液里面包含了多达90多种的化学元素，以及大量的微生物和悬浮颗粒，虽然他们都是以物理的形式存在着的，但是也正是因为这90多种的化学元素和这些微生物以及悬浮颗粒的存在，导致在制备氢气的时候会出现负反应竞争，隔膜堵塞，催化剂失活，甚至电解效率低等等技术性问题。

如果想要解决这一系列的问题，就不仅要结合海水淡化技术，电解、热解、光解等水解制氢技术甚至还需要一套大规模的并且昂贵的淡化设备，以及无价且可以被征用的土地资源。

间接制氧这个途径，就意味着必须要先将海水淡化，而这其中消耗的人力物力以及成本也会极度的高昂，这也正是海水制氢技术无法从工业化转向商业化的原因。

而直接制氢的途径主要分为了光解水制氢和电解水制氢两种方式。光解水制氢的本质是利用太阳能的全光谱光催化产生的光电效应，然后再与水发生氧化还原的反应，最后产生氢气和氧气，虽然这种技术的催化效率不算很高，但在实际中却很难应用。

而我国现在在福建实验成功的“海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术”，就是运用的直接制氢途径中的电解水质器用的方法，而且根据谢和平团队的论文数据显示，海水原味直接电解制氢技术的原理是通用的，这就说明了它可以推广到河水，苦咸水，盐湖水，生活废水等等非淡水的情况下。

因此相信只要我们可以对这项技术进行进一步的完善，使得这项技术的应用能够像它的实验理论一样成熟，那么我们就很有可能就会打开低成本燃料生产的大门，使得世界能源进行变革，而到了那个时候，石油的油价降到白菜价也不再是不可能的了。