中石油长庆油田：启动油气田采出水光解制氢技术研究
7月22日，中石油长庆油田分公司基于油气田场景下的制储输用氢关键技术研究采出水光解制氢技术研究招标公告发布，招标编号：ZY25-XA414-FW1406。
该项目招标人为长庆工程设计有限公司。
项目为中国石油长庆油田分公司科技项目《基于油气田场景下的制储输用氢关键技术研究》课题一：不同制氢方式采出水适应性技术试验及水质指标研究科研项目内容。
针对油气田复杂采出水资源化利用程度低等问题，开展光解采出水制氢工艺技术研究。通过室内、外光解采出水试验，探索稳定高效产氢的催化剂、采出水制氢进水水质边界条件，提出光解采出水制氢工艺技术方案，为油气田采出水高效制氢工程应用提供技术支撑。
要求开展室内光解采出水制氢技术研究：开展光解油气田采出水制氢技术的可行性研究；开展采出水不同水质下高效制氢催化材料研发；光解采出水制氢进水水质的边界条件研究。
开展室外光解采出水制氢技术研究：开展室外环境因素对光解采出水制氢的影响机制和规律分析；开展室外光解采出水制氢系统性能验证及优化提升，确定制氢工艺流程、关键参数，形成光解采出水制氢工艺技术。
开展光解制氢产电耦合工艺技术研究，开展光催化产氢产电的可行性技术研究，探索光催化产氢产电的经济平衡点和技术最佳点，并形成规模化整体技术。
投标方要提供：
一是光解油气田采出水制氢技术的可行性研究，完成油田不少于 2 个批次约 2m³ 油田采出水光解制氢模拟、气田不少于 2 个批次约 2m³ 气田采出水光解制氢模拟，完成采出水水质对光解制氢性能的影响分析；
二是油、气田采出水不同水质下高效制氢催化材料的选、改性研究，探索催化剂高效稳定产氢的改性方法；
三是光解采出水制氢进水水质的边界条件研究（含油、悬浮物、氯化物等）。
开展室外光解采出水制氢技术研究：
一是室外环境因素（辐照强度、温度等）对光解采出水制氢的影响机制和规律分析；
二是室外 5m² 光解采出水制氢系统性能验证及参数优化，确定制氢工艺流程、关键参数，提出工艺流程图及光解采出水制氢工艺技术方案。
同时开展光解制氢产电耦合工艺技术研究：
一是光催化产氢产电的可行性技术研究，探索光催化产氢产电的经济平衡点和技术最佳点，并提出技术路线。
本次招标内容的工作量对应合同总金额限价 120 万元（不含税）。
相关技术成果与前沿方向
目前，长庆油田分公司在油气田场景下的制氢技术研究取得重要突破，特别是在采出水制氢领域。2023 年 10 月，长庆油田与东方电气（福建）创新研究院合作，将海水无淡化原位直接电解制氢技术首次应用于工业废水制氢领域。该技术由谢和平院士团队研发，可直接利用成分复杂的气田采出水高效制氢，氢气纯度达 99.999%。
其关键技术特点包括：
原料适应性：适用于气田采出水、油田废水等多种工业废水，无需复杂预处理；
经济性：相比传统电解水制氢工艺，显著降低水处理成本；
规模化潜力：按长庆油田每年 300 多万吨采出水可产氢 33 万吨，占全国新增需求的 16.5%；
技术延伸：为石化废水、炼钢废水等工业领域提供技术参考。
目前该技术已完成现场试验，正在推进规模化应用。这项创新将助力油田实现废水资源化利用与绿色能源生产的双重目标。
而光解制氢与产电耦合工艺技术是当前氢能领域的前沿方向，结合了太阳能直接制氢与高效能量转换的优势。
其中，中科院金属所开发的钪掺杂二氧化钛催化剂，产氢效率提升 15 倍，电荷分离效率提高 200 倍。
红外光利用技术突破：中国科大设计的偶极矩二维催化剂首次实现红外光解水。
直接耦合式太阳能高温电解：中科院电工所研发的方案将聚光太阳能直接作用于电解池，消除热能传输损失，系统效率提升 8 个百分点。高温电解（700-1000℃）降低能耗，但需解决热源问题，聚光太阳能技术可产生上千度高温。