中国在能源转型的新赛道上再次领先欧洲：用海水制氢

一支中国团队称，他们可以用海水生产绿氢，每公斤成本不到2欧元，还能顺带产出淡水。

2026年9月15日，《自然·能源》（Nature Energy）刊发了一篇论文，介绍了一个250千瓦的中试系统。该系统由中国科学院大连化学物理研究所建成，能从海水中同时提取氢气和淡水。

论文给出的成本相当诱人：如果配上廉价的陆上风电，每公斤氢气只要2.1美元（约1.80欧元）。而在欧洲，目前的价格是每公斤5至9欧元。三周后，《South China Morning Post》转载了这项研究，标题十分夸张，还把铀加进了提取清单，仿佛这套装置无所不能。

实际情况要克制一些，但依然很有看点。

海水制氢：两条路都有难处

把水分子拆成氢和氧，需要通电。这个过程叫电解。实验室里电解很成熟，但前提是水必须非常纯净。海水含有90多种元素，还有会腐蚀电极的微生物。因此，直接用海洋制氢一直是行业的"圣杯"，原因很明显：海水免费、取之不尽，而且不必与日益紧缺的饮用水争夺资源。

目前有两条技术路线。

第一条是"直接电解"，把电解槽直接泡在咸水里。中国早在2023年就完成了海上示范：试验装置"东福1号"停靠在福建的一座风电场旁。问题在于，海水中的氯会腐蚀电极，钙和镁会结垢、堵塞管路，设备寿命只有几周。

第二条是"间接电解"，也叫"两步法"：先淡化海水，再电解纯水。这是最成熟的做法，中石化2024年底在青岛的工厂就采用了这种方法。缺点也众所周知：淡化设备成本高，每生产1公斤氢气要耗电50千瓦时。更糟的是，约30%的电能以"低温"热量的形式散失，温度在80至90摄氏度之间。为了散热，要用大量循环水冷却，结果又多损失一些水和能量。

大连团队的研究对象，正是这部分被浪费的热量。

大连的巧思：用余热烧"水壶"

他们的系统叫STHW，即"海水制氢与淡水"（seawater to hydrogen and fresh water）。思路很直接：电解会排出85摄氏度的余热，为什么不拿来淡化海水？

难点在于，常压下水要到100摄氏度才沸腾，这点余热不够用。于是团队在电解槽后面加装了一座真空蒸馏塔，把压力降到几毫巴。在这样的压力下，海水40至50摄氏度就能沸腾，低于电解排出的热量温度。产生的蒸汽冷凝成淡水，再送回电解槽使用。没有任何浪费，一切都被循环利用。

250千瓦中试装置的数据令人乐观：

  • 每小时产氢48标准立方米（约4.3公斤），纯度高达99.9999%

  • 每小时产淡水31.6公斤，其中一部分用于系统自身运转

  • 与用自来水的传统碱性电解相比，电效率提高14.4%

  • 以每天启停的方式连续运行40天，模拟风电或光伏的间歇性供电

此前建成的20千瓦中试装置，已经连续运行100天，没有出现明显衰减。

| 路线 | 原理 | 优点 | 局限 |

|---|---|---|---|

| 海水直接电解 | 把电解槽直接放进咸水 | 无需淡化，可在海上部署 | 氯和盐分腐蚀电极，寿命仍然很短 |

| 先淡化再电解（两步法） | 先淡化海水，再电解纯水 | 技术成熟，已实现工业化 | 淡化成本高，30%的电能变成热量损耗 |

| 耦合淡化（大连STHW系统） | 电解余热驱动低温真空蒸馏 | 电效率提高14.4%，副产淡水 | 仍处于中试阶段，尚无工业装置 |

每公斤2欧元，但有前提

这项研究不只介绍了设备，还测算了经济性。

  • 陆上风电：电价0.033美元/千瓦时（约2.8欧分），氢气成本降至2.1美元/公斤（约1.80欧元）。

  • 光伏：电价0.049美元/千瓦时（约4.2欧分），成本升至2.9美元/公斤（约2.45欧元）。

作为对比，欧洲目前的绿氢价格是每公斤5至9欧元，而天然气制取的"灰氢"为每公斤1至2欧元。

不过要注意，每千瓦时2.8欧分的电价，已经是全球陆上风电的最低水平，对应的是风资源特别好的地区。中国政府对可再生能源补贴力度很大，这样的电价合同确实存在。

在欧洲，陆上风电的电价一般在5到7欧分之间，氢气成本也会随之上升。大连的系统即使在这种条件下仍有价值，但价格可能会升到每公斤3至4欧元。

结论是：与目前的绿氢相比有竞争力，但还比不上灰氢。

多出来的"铀"

《South China Morning Post》认为，这套装置还能从海水中提取"铀"。但《自然·能源》的论文里根本没提铀。中国科学院的新闻稿细读之后，只是说蒸馏塔排出的浓缩盐水"有可能"分多个步骤用于回收盐、溴、铀等海洋资源。

所以这里必须用条件句：没有任何验证，没有任何数据，也没有为这些额外步骤建造任何样机。

海水中确实含铀，浓度约为每立方米3毫克。相比之下，像Lion那样的矿床里钯的含量要高出一千倍。提铀仍是技术难题，国内有多个团队在攻关。但就目前而言，大连的中试装置只联产氢气和淡水，仅此而已。

把没有被证实的能力安在这台机器头上，对一项本来就很出色的创新反而是帮倒忙。

中国的产业链正在成形

大连的中试装置是中国在这一领域创新的缩影：

-2022年：四川大学谢和平团队在《自然》上发表"相变迁移"方法，可直接电解海水而不受腐蚀。

  • 2023年：这项技术在福建的漂浮式中试平台"东福1号"上完成海上测试。

  • 2024年12月：中石化在青岛投产全球首个海水制氢商业工厂，接入自有的海上光伏和管道网络。

  • 2026年9月：大连的研究补上了第三块拼图，也是经济性最有前景的一块。

反观欧洲，目前没有可比的成果。欧洲的绿氢项目仍集中在淡水电解槽上。其中最大的一个于2026年初在诺曼底投运，规模200兆瓦，用的却是自来水。

中国的优势不只在实验室。四年里，它把论文、海上中试和商业工厂连成了一条线，这足以让布鲁塞尔深思。

接下来，要从250千瓦的中试走向几兆瓦乃至数百兆瓦的工厂。论文作者在结尾也指出，下一步将聚焦于更好的催化剂、更精细的热回收，以及借助人工智能优化系统。