Baru－baru ini， sistem produksi hidrogen elektrolisis air limbah terkait minyak dan gas berdaya １００ kW yang dikembangkan bersama oleh Institut Penelitian Teknologi Keselamatan dan Perlindungan Lingkungan Perusahaan Minyak dan Gas Nasional China （Institut Shenzhen） dan Lapangan Minyak Changqing， telah beroperasi stabil selama lebih dari ６０ hari di Lapangan Gas Sulige， ladang gas terintegrasi terbesar di China berdasarkan cadangan． Terobosan ini menandakan lompatan kritis dari penelitian laboratorium ke aplikasi rekayasa dalam pemanfaatan sumber daya rantai penuh air limbah minyak dan gas untuk ＂pengurangan polusi dan produksi hidrogen＂ di China， menyediakan jalur teknologi inovatif untuk transformasi hijau industri minyak dan gas serta pemanfaatan sumber daya air yang efisien．
Menanggapi tantangan industri berupa kesulitan dan biaya tinggi dalam mengolah air limbah dengan salinitas tinggi dan polutan organik tinggi dari ekstraksi minyak dan gas， tim Institut Shenzhen， setelah bertahun－tahun penelitian yang didedikasikan， membangun sistem teoritis katalisis sinergis bipolar dan berhasil mengatasi hambatan teknis stabilitas material elektrode yang tidak memadai di lingkungan dengan salinitas dan polusi tinggi． Tim proyek menyelesaikan pengembangan rantai penuh dari purwarupa rekayasa ２０ kW ke sistem terintegrasi tingkat １００ kW． Sistem ini kompatibel dengan berbagai skenario pengolahan， termasuk air produksi， fluida fraktur， fluida balik， dan air limbah penyulingan， sekaligus memiliki potensi untuk diperluas ke produksi hidrogen dari air laut dan air limbah perkotaan．
Sistem ini secara inovatif mengadopsi desain modular dengan elektroliser konfigurasi ganda atmosfer／bertekanan， membentuk rute teknis ＂pengolahan bertingkat － produksi hidrogen sinergis＂： modul elektroliser persegi atmosfer， dilengkapi dengan material elektrode yang sangat tahan garam dan polusi yang dikembangkan sendiri， dapat secara bersamaan mencapai oksidasi elektrokatalitik air limbah dan produksi awal hidrogen hijau； modul tangki bertekanan menggunakan air asin bersih berkonsentrasi rendah setelah pengolahan mendalam sebagai bahan baku untuk menghasilkan hidrogen kemurnian tinggi． Hingga saat ini， sistem telah menyelesaikan uji coba industri dengan ５ jenis fluida fraktur dan fluida balik， serta ６ jenis air produksi ladang gas， secara kumulatif mengolah ２４ ton air limbah．Tingkat produksi hidrogen maksimum mencapai 40 Nm³/jam, dengan keaslian hidrogen stabil dipertahankan pada 99,99%. Konsumsi energi produksi hidrogen sistem secara komprehensif dikontrol pada 4,5 kWh/Nm³ H₂, tingkat yang canggih dalam industri. Menurut deteksi pihak ketiga, tingkat penghapusan kebutuhan oksigen kimia (COD) dari air limbah yang diolah mencapai 99%, mencapai keterkaitan efisien antara degradasi polutan mendalam dan produksi energi bersih.
Analisis kelayakan ekonomi menunjukkan bahwa dengan biaya listrik hijau 0,3 yuan/kWh, biaya rata-rata hidrogen untuk teknologi ini sekitar 20,6 yuan/kg, mewakili penurunan 25% dalam biaya komprehensif dibandingkan model "pengolahan air limbah + produksi hidrogen terpisah" tradisional, meletakkan dasar untuk aplikasi komersial skala besar. Sebagai proyek demonstrasi implementasi prinsip "Empat Air dan Empat Penentuan" oleh CNPC, operasi sukses sistem ini di Lapangan Gas Sulige tidak hanya menyediakan pasokan energi hidrogen bersih untuk lokasi lapangan gas tetapi juga menyelesaikan tantangan ganda "pengolahan air limbah sulit dan pasokan energi ketat" di area produksi minyak dan gas.
Menurut pemimpin proyek dari Institut Shenzhen, langkah selanjutnya adalah mempercepat pengembangan dan verifikasi teknik sistem level megawatt (MW), dengan rencana untuk menyelesaikan pembangunan proyek demonstrasi level 3 MW pada 2026. Tujuannya adalah untuk lebih mengurangi biaya pengolahan per metrik ton air limbah sebesar 15% dan menurunkan konsumsi energi produksi hidrogen menjadi di bawah 4,2 kWh/Nm³ H₂. Jalur teknologi ini diharapkan dapat direplikasi dan dipromosikan di area produksi minyak dan gas besar seperti Lapangan Minyak Changqing dan Lapangan Minyak Tarim di masa depan. Diperkirakan hingga 2030, akan membantu lapangan minyak dan gas PetroChina mengurangi pembuangan air limbah sebanyak 12 juta metrik ton per tahun dan memproduksi lebih dari 50.000 metrik ton hidrogen hijau setiap tahun, setara dengan mengurangi emisi karbon dioksida sebanyak 650.000 metrik ton per tahun, memberikan dukungan teknis penting bagi tujuan "karbon ganda" industri energi.
