5月8日，一項題為《海水淡化水西輸至華北和西北地區的初步研究》的調查研究報告摘要公開發布。這項研究提出了一個看似大開腦洞的構想，建設一條1500公里的管道，將東方海水送到西部制綠氫。這一構想意在同時解決棄風棄電和綠氫來源問題。

這份報告是由國務院發展研究中心資源與環境政策研究所副所長、研究員常紀文牽頭，中國水利水電科學研究院高級工程師王蕾、中國國際工程咨詢有限公司張建紅、劉堃等人共同參與的課題。

綠氫來解決棄風棄電

常紀文提出，“在華北和西北地區大規模發展風光綠電，克服棄風棄光的現象，需對不穩定的綠電尋找經濟合理的消納途徑。除就地發展高耗電的產業外，就地制綠氫也是一種可行的方式。”

當下，可再生能源電解水制氫技術成為業界關注的焦點——也就是以“綠電”制“綠氫”。我國能源結構面臨著巨大調整，氫能來源體系也將會有巨大改變，而其中一個重要的方向就是綠氫替代化過程。

常紀文表示，綠氫具有大規模、長時間的儲能優勢，將風光基地每天發電高峰期間的不穩定發電用于就地制氫，可大量減少“棄風棄光”現象，促進電網平穩運行。利用儲存的氫發電還可為電網調峰，增加風光發電的外輸量，助推能源體系綠色低碳轉型。

在這里，我們的那一滴海水，就要開始扮演重要的角色了。

在風電、光電產能相對過剩的西部，將多余的電力就地轉化為氫，儲存以備后續使用，似乎正是一個完美的解決方案。

然而，常紀文認為，規模化綠電制綠氫，總體面臨著水資源有效供給不足的瓶頸問題。如光伏發電和風電制氫，每千克氫平均需消耗淡水分別為32千克和22千克左右。按照綠氫制備規劃，到2060年綠氫生產年需淡水量約27億噸。由于沙漠、戈壁、荒漠地區風光資源與水資源的空間分布不太匹配，規模化綠電制綠氫的用水時間與可取用水資源的時間分布不太匹配，把不穩定的綠電輸送至有水的地方制氫難以保障電網安全，且規模化綠電制綠氫對水質要求比較高，就近可利用的高品質水資源本就稀缺，長期、規模化的綠電制綠氫產生的新增用水需求勢必加劇現有工業、城市、農業和生態用水的水資源供需矛盾。

根據中國氫能聯盟研究院的預測，到2030年，華北-西北沿線風光大基地綠氫產量將達到全國綠氫總產量的50%。常紀文表示，在這些地區，水資源緊缺成為制約經濟社會可持續發展的瓶頸。

也就是說，西部有電，但沒有淡水可供電解制氫——巧婦難為無米之炊，資源掣肘難道就無法解決了嗎？科學家們把眼光轉向了那片藍色的海洋。

先淡化再電解

海水優勢在于儲量無比龐大。然而，海水成分非常復雜，包含了約92種化學元素，這暗藏著許多危險的“變化”。任何微小的“變化”都可能會對電解系統產生嚴重的損害，假如直接用海水來制取氫氣的話，海水中高濃度的氯離子會腐蝕電極，在長時間運轉之下，電極腐蝕后的制氫裝置就將無法使用。

要想制取氫氣，就必須先解決海水脫鹽淡化的問題。

好在，這方面我國已經走在了前頭：海水淡化成為我國戰略性新興產業。“十四五”以來，國家政策更加側重應用，國家發展改革委和自然資源部聯合印發了《海水淡化利用發展行動計劃（2021-2025年）》，以推動海水淡化的規模化利用。

《海水淡化利用發展行動計劃（2021-2025年）》具體提出的目標是，到2025年，全國海水淡化總規模達到290萬噸/日以上，新增海水淡化規模125萬噸/日以上，其中沿海城市新增海水淡化規模105萬噸/日以上，海島地區新增海水淡化規模20萬噸/日以上。海水淡化關鍵核心技術裝備自主可控，產業鏈供應鏈現代化水平進一步提高，海水淡化利用發展的標準體系基本健全，政策機制更加完善。

常紀文說，大規模的海水淡化水西輸可以降低海水淡化和淡化水傳輸成本，不僅可滿足華北和西北地區綠電綠氫產業快速發展的用水需求，在必要時還可用于沿線工業園區、農業、生活乃至生態，有助于全方位緩解缺水問題。

就此，海水淡化水西輸工程的思路已經基本成型。

構想中的特殊氫走廊

報告的摘要中提出，我國華北和西北地區水資源緊缺，但利用綠電發展綠氫產業前景廣闊。目前流域調水難以滿足該產業用水需求。如在渤海灣建設一批海水淡化基地，3億噸/年規模的淡化水通過管道經河北、山西、內蒙古、寧夏西輸至騰格里沙漠，工程上具有可行性。

常紀文說，海水淡化水西輸的具體路線須與沿途氫能產業、工業園區、生活用水和生態用水的需水規劃布局相協調，加強用水管理，保障海水淡化水持續規模化生產利用和水量分配合理高效。研究團隊提出了從天津、唐山等地取水，途經北京、張家口、大同、鄂爾多斯，最終輸水至騰格里沙漠的線路圖，這條線路從東至西涉及多個省市，干線總里程超過1500公里。此外，由于取水地與用水地海拔落差高達近1500米，常紀文的團隊提出，可利用綠電予以分級加壓提升。

這項宏大的設想，光在工程上可行還不夠，經濟上的可行性也極為重要。為此，常紀文團隊進行了精細的成本核算。

海水淡化水西輸工程規模為3億噸/年、電價為0.25元/千瓦時時，靜態投資回收期為49.7年；當海水淡化水西輸工程規模為10億噸/年、電價降為0.25元/千瓦時，靜態投資回收期為24.8年。常紀文告訴記者，對比可以發現，該成本與煤制氫、天然氣制氫和工業副產品制氫的成本接近，具有市場競爭力。

常紀文認為，海水淡化水西輸項目運營期用電量較大，特別是提升環節，由于揚程高、電耗大，電力成本在制水和輸水成本中占比較大，因此，需要按照綠電上網電價或新基建予以政策支持。此外，考慮到沿線現有工業、農業、生活和生態用水缺口較大，有必要時可加大海水淡化和西輸工程規模。

“從工程技術角度看，單路10億噸/年對于長距離鋼管輸水是比較經濟的，規模如再擴大，施工難度會驟升。”常紀文說，“10億噸/年的供水規模除了能滿足沿線綠電制綠氫和相關氫化工領域用水需求，還可用于部分滿足沿線現有用水缺口，置換超采區地下水，將顯著改善區域生態環境，防止沙漠入侵，促進區域經濟社會發展。如果這樣，胡煥庸線可能發生一定的時代改變。”

一滴海水，在這個工程構想中將產生脫胎換骨的變化——脫去鹽分、成為淡水，跨越1500公里的距離，爬升1500米的落差，最終來到狂風肆虐、陽光直射的西部，在綠電的電解下轉化成氫氣，并順手解決掉“棄風棄光”的產能過剩問題、沿途城市的淡水缺乏問題和制氫過程中的減碳問題。常紀文認為，這一項目如在工程和經濟上可行，對于促進碳達峰碳中和、西部大開發和海洋強國戰略，乃至改善西部地區生態環境，都具有重要的戰略意義。

來源：中國戰略新興產業