海上绿氢开发是全球碳中和领域重点攻坚方向，传统海水制氢受杂质干扰、高成本等问题掣肘，无淡化原位海水电解制氢技术的突破，为规模化利用海洋资源制取绿氢开辟全新路径。《碳中和科技评论（英文）》刊发专题深度报道，专访深圳大学谢和平院士团队，完整呈现这项颠覆性技术的研发历程、跨界创新逻辑、海上示范进展，并结合产业现状剖析氢能发展痛点与长效发展路径。

原文引用：Zhong Y J, Bian S Q. Mining hydrogen at sea. Technol Rev Carbon Neutrality, 2025, 1: 9550009. https://doi.org/10.26599/TRCN.2025.9550009

一、采访对象简介

谢和平，中国工程院院士，现任深圳大学特聘教授、深地科学与绿色能源研究院院长，同时兼任国家碳中和专家委员会委员。他深耕能源、采矿领域四十余年，先后担任中国矿业大学、四川大学校长，长期聚焦深地科学、岩石力学、地热、海水制氢、CCUS 等方向的基础研究与工程转化，在 Nature 等顶级期刊发表多篇重磅成果，斩获多项国家级科技奖励。近年来，他带领跨学科团队发力海水直接电解制氢技术，实现从理论创新到海上工程示范的全链条突破，为全球海上绿氢产业贡献中国方案。

图：谢和平院士(图片来源：作者本人授权）

二、核心观点速览

绿氢是碳中和进程中极具潜力的清洁能源载体，可广泛应用于储能、化工、冶金、交通等领域，但传统海水制氢存在海水杂质腐蚀设备、预处理成本高昂等难题。谢和平团队依托深部地球钻探领域的跨学科技术积累，原创相转变水迁移海水电解制氢技术，实现技术、工程、产业层层突破。

核心技术突破

传统海水制氢必须先完成海水淡化、杂质过滤等预处理工序，配套设备繁杂，大幅推高建设与运维成本。该团队另辟蹊径，创新利用海水与高浓度电解液之间天然存在的蒸气压差，借助特制防水透气膜驱动水分子自发迁移，高效隔绝氯离子、镁离子等腐蚀性有害杂质。整套工艺无需额外能耗，真正实现海水原位直接电解制氢。

该方案从根源上解决催化剂腐蚀、离子膜堵塞、氯气析出等行业共性痛点，相较传统碱性电解系统可降低 1%-2% 的整体运营成本。团队研发的原型设备在深圳湾真实海水中连续稳定运行超 3200 小时，充分验证了技术的稳定性与实用性。

图：相转变水迁移海水电解制氢原理示意图（图片来源：Xie H, et al. Nature, 2022, 612: 673–678）

跨界技术创新的来源

这项核心分离膜技术是诞生于深部地球保真取芯装备的攻关过程，是一次具趣味的跨学科跨界创新。谢和平团队此前研发深地探测装备时，需要打造特殊密封膜，用于地下岩芯的压力、温度、物质、光线、湿度全方位保真保存，作用原理类似于日常使用的保鲜膜。在试验中团队发现，这款膜可以阻挡固态、离子类物质，却无法阻隔水蒸气渗透。这个原本被视作 “缺陷” 的特性，经过反复研究与论证，被巧妙迁移应用到海水净化与电解制氢场景中，最终催生出全新技术路线。从深地探测到海上制氢，跨领域的技术迁移，充分展现了基础研究与跨界融合对颠覆性技术的强大赋能价值。

图：谢和平院士手绘海水电解制氢原理示意图(图片来源：作者本人授权)

产学研用全链条落地

技术成果发表于《Nature》后仅 16 天，团队便与东方电气达成产业化合作，项目快速推进：

1.2023 年 5 月：建成1.2 N·m³/h“东福一号” 海上制氢漂浮平台，在福建兴化湾完成 10 天海试，可抵御 8 级大风、1 米浪涌等复杂海洋环境；

2.2024 年 7 月：研发10 N·m³/h海水直接电解装置，完成 240 小时连续试运行；

3.2024 年 11 月：110 N·m³/h设备完成陆上测试，计划落地广东揭阳开展海上试验；

4.同步规划1000 N·m³/h大型装置，未来 2-3 年开展示范应用。

除此之外，该技术具备极强的场景延展性，除海水制氢外，还可应用于煤化工废水、油气田废水、盐湖水资源利用及盐湖提锂等领域，应用边界持续拓宽。

图：“东福一号” 海上制氢漂浮平台海试现场(图片来源：东方电气）

三、行业发展建议

目前我国已是全球最大产氢国，2023 年全国制氢量超 3500 万吨，加氢站数量占全球半数。但氢能产业仍处于发展初期：

成本方面：当前国内氢能均价 29.3 元 / 公斤，预计 2030 年绿氢成本有望降至 17.6 元 / 公斤，2060 年对标灰氢水平；

发展痛点：技术迭代、规模化降碳依赖长效碳中和政策，目前多数绿氢场景暂未实现商业闭环；

发展共识：颠覆性技术突破与持续性政策支持，是氢能产业行稳致远的两大核心支柱。

结合技术研发、企业运营、宏观管理多维度视角，谢和平院士提出三大方向促进颠覆性技术创新：

1.科研层面：搭建梯队化研发团队，鼓励跨学科融合，包容试错，为前沿创新提供保障；

2.企业层面：倡导企业开展十年周期的长期研发投入，避免管理层更迭中断创新进程；

3.政策层面：设立专业机构评估颠覆性技术，出台长效扶持政策，完善氢能全产业链监管与激励体系。

原文引用：Zhong Y J, Bian S Q. Mining hydrogen at sea. Technol Rev Carbon Neutrality, 2025, 1: 9550009. https://doi.org/10.26599/TRCN.2025.9550009