一项名为《海水淡化水西输至华北和西北地区的初步研究》的调查研究在5月8日正式发布。该研究提出了一个的构想，即修建一条长达1500公里的管道，将东部的海水输送至西部地区以制绿氢，以解决弃风弃电和绿氢的来源问题。
本报告是由国务院发展研究中心资源与环境政策研究所副所长、研究员常纪文主导，中国水利水电科学研究院高级工程师王蕾、中国国际工程咨询有限公司的张建红、刘堃等专家协同完成的研究项目。
绿氢来解决弃风弃电
常纪文表示：“在华北和西北地区大规模开发风光绿电，克服弃风弃光的问题，需要寻找经济合理的消纳途径来处理不稳定的绿电。除了在当地发展高耗电的产业，就地制造绿氢也是一种可行的方式。”
目前，可再生能源电解水制氢技术备受关注，即使用“绿电”制造“绿氢”。我国正经历着能源结构的重大调整，氢能来源也将发生巨大改变。
常纪文指出，绿氢的储能优势明显，可用于就地制氢来消纳风光基地在每天发电高峰期间的不稳定发电，从而大大减少“弃风弃光”现象，有助于使电网运行更加稳定。此外，使用储存的氢发电还可被用于电网调峰，增加风光发电的输出量，进一步促进了能源体系的绿色低碳升级。
在这里，我们所拥有的每一滴海水，都将开始扮演至关重要的角色。
在西部地区，风电和光电产能相对充裕。将多余的电力转化为氢并进行就地储存，似乎是一个理想的解决方案。
然而，常纪文认为，规模化绿电制绿氢，总体面临着水资源供应不足的问题。例如，光伏发电和风电制氢，每生产一千克氢气，平均需消耗32千克和22千克左右的淡水。根据绿氢气制备规划，到2060年，每年生产绿氢需要约27亿吨淡水。由于沙漠、戈壁和荒漠地区的风能和光能资源与水资源的空间分布不均，规模化的绿电制绿氢的用水时间和水资源供应的时间分布不匹配。把不稳定的绿电输送至有水的地方制氢，难以保证电网的安全稳定性，并且规模化的绿电制绿氢对水质提出了较高的要求。就近可利用的高品质水资源本就十分稀缺，长期且大规模的绿电制绿氢将加重现有的水资源供需矛盾。
根据中国氢能联盟研究院的预测，到2030年，华北-西北沿线的风光大基地绿氢产量将达到全国绿氢总产量的50%。常纪文表示，这些地区的水资源匮乏成为了经济社会可持续发展的拦路虎。
换句话说，西部地区能够提供电力，但却没有淡水来进行电解制氢。尽管巧妇难为无米之炊，但资源的瓶颈难道就没有办法解决了吗？科学家们开始将目光投向那片广袤的蓝色海洋。
先淡化再电解
海水的储量极其庞大，这是其最大的优势。但是，海水也有着复杂的成分，其中包含了大约92种化学元素，其中隐藏着很多潜在的危险因素。即使微小的变化也可能对电解系统造成严重的损害。如果直接使用海水来制取氢气，其中高浓度的氯离子会导致电极腐蚀，随着时间的推移，腐蚀后的电解装置将无法使用。
若要制取氢气，先要解决海水脱盐淡化的难点。
庆幸的是，我国在这方面已经处于领先地位：海水淡化已成为我国战略性新兴产业。自"十四五"以来，国家政策更加注重应用，国家发展改革委员会和自然资源部联合发布了《海水淡化利用发展行动计划（2021-2025年）》，以推动海水淡化的规模化利用。
《2021-2025年海水淡化利用发展行动计划》明确提出以下目标：到2025年，全国海水淡化总规模将达到每日290万吨以上，新增海水淡化规模将超过每日125万吨，其中沿海城市新增海水淡化规模超过每日105万吨，海岛地区新增海水淡化规模超过每日20万吨。海水淡化的关键核心技术装备将实现自主可控，产业链和供应链的现代化水平将进一步提高，海水淡化利用发展的标准体系将基本健全，政策机制也将更加完善。
据常纪文所言，大规模的海水淡化水西输可以降低海水淡化和淡化水传输成本。这不仅可以满足华北和西北地区绿色能源行业快速发展对用水的需求，而且在必要时还有助于提供沿线工业园区、农业、生活甚至是生态方面的水资源，从而全面缓解水资源短缺问题。
因此，海水淡化水西输工程的方案已经基本确定。
构想中的特殊氢走廊
我国华北和西北地区的水资源短缺，但是通过绿电发展绿氢产业具有广阔前景。目前，流域调水难以满足该产业对水的需求。但在渤海湾建立一批海水淡化基地是可行的工程方案，将每年3亿吨的淡化水通过管道输送至腾格里沙漠，途经河北、山西、内蒙古和宁夏的西部地区。
常纪文表示，海水淡化水西输的具体路线必须与沿途的氢能产业、工业园区、生活用水和生态用水的需水规划布局相协调。同时，需要加强用水管理，以确保海水淡化水的持续规模化生产利用和水量分配的合理高效。研究团队提出了一条路线图，计划从天津、唐山等地取水，经过北京、张家口、大同、鄂尔多斯，最终输送至腾格里沙漠。这条线路东至西横跨多个省市，干线总里程超过1500公里。此外，由于取水地和用水地的海拔落差接近1500米，常纪文的团队提出可以利用绿电进行分级加压提升。
这一计划不仅需要在工程上具备可行性，还考虑到了经济上的可行性。因此，常纪文团队已经进行了精细的成本核算。
输水工程规模可达3亿吨/年，电价为0.25元/千瓦时。在这种情况下，该工程的静态投资回收期为49.7年。但是，如果将工程规模提升至10亿吨/年并将电价降至0.25元/千瓦时，那么静态投资回收期将缩短至24.8年。常纪文表示，与煤制氢、天然气制氢以及工业副产品制氢的成本相比，该工程的成本接近，市场竞争力很强。
常纪文表示，海水淡化水西输项目在运营期间用电量大，尤其是在提升的过程中，因为扬程高、电耗大，从而导致电力成本在制水和输水的成本中占比较大。因此，我们需要政策的支持。此外，考虑到目前沿线的工业、农业、生活和生态用水量的需求不断增大，如果需要的话，可以适当增大海水淡化和西输工程的规模。
在这个工程构想中，一滴海水将经历翻天覆地的转变：首先去除其中的盐分，变成淡水；然后跨越1500公里的距离，爬升1500米的落差，最终到达西部地区。通过绿电电解，将淡水转化成氢气，并且有效地解决了“弃风弃光”问题，满足了沿途城市的淡水需求，同时也解决了制氢过程中的减碳问题。如果这一项目在工程和经济层面上是可行的，那么它对于促进碳达峰碳中和、西部大开发和海洋强国战略，以及改善西部地区生态环境，都具有重要的战略意义。
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