Gần đây， hệ thống sản xuất hydro bằng điện phân nước thải dầu khí kết hợp cấp 100kW， do Viện Nghiên cứu Công nghệ An toàn và Bảo vệ Môi trường Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Trung Quốc （Chi nhánh Thâm Quyến） và Mỏ dầu Trường Khánh cùng phát triển， đã vận hành ổn định hơn 60 ngày tại mỏ khí Tô Lý Các， mỏ khí tích hợp lớn nhất Trung Quốc xét về trữ lượng． Đột phá này đánh dấu bước nhảy vọt quan trọng từ nghiên cứu trong phòng thí nghiệm sang ứng dụng kỹ thuật trong việc sử dụng tài nguyên toàn chuỗi nước thải dầu khí nhằm ＂giảm ô nhiễm và sản xuất hydro＂ tại Trung Quốc， mở ra con đường công nghệ sáng tạo cho quá trình chuyển đổi xanh của ngành dầu khí và sử dụng hiệu quả tài nguyên nước．
Để giải quyết các thách thức ngành về khó khăn và chi phí xử lý nước thải có độ mặn cao， ô nhiễm hữu cơ cao từ khai thác dầu khí， nhóm nghiên cứu của Chi nhánh Thâm Quyến， sau nhiều năm nỗ lực， đã thiết lập hệ thống lý thuyết xúc tác hiệp đồng lưỡng c cực và thành công vượt qua nút thắt kỹ thuật về độ ổn định không đủ của vật liệu điện c cực trong môi trường độ mặn cao， ô nhiễm cao． Nhóm dự án đã hoàn thành quá trình phát triển toàn chuỗi từ nguyên mẫu kỹ thuật 20kW đến hệ thống tích hợp cấp 100kW． Hệ thống tương thích với nhiều kịch bản xử lý， bao gồm nước sản xuất， dung dịch nứt vỡ， dung dịch hồi lưu và nước thải lọc dầu， đồng thời có tiềm năng mở rộng sang sản xuất hydro từ nước biển và nước thải đô thị．
Hệ thống này áp dụng sáng tạo thiết kế mô-đun với các bình điện phân cấu hình kép áp suất khí quyển/áp suất， tạo thành lộ trình kỹ thuật ＂xử lý phân cấp - sản xuất hydro hiệp đồng＂： mô-đun bình điện phân hình vuông áp suất khí quyển， được trang bị vật liệu điện c cực chịu mặn cao và kháng ô nhiễm tự phát triển， có thể đồng thời đạt được quá trình oxy hóa điện xúc tác nước thải và sản xuất sơ bộ hydro xanh； mô-đun bình chứa áp suất sử dụng nước muối sạch nồng độ thấp sau xử lý sâu làm nguyên liệu để sản xuất hydro độ tinh khiết cao． Đến nay， hệ thống đã hoàn thành thử nghiệm công nghiệp với 5 loại dung dịch nứt vỡ và dung dịch hồi lưu， cùng 6 loại nước sản xuất từ mỏ khí， tích lũy xử lý 24 tấn nước thải．Tốc độ sản xuất hydro tối đa đạt 40 Nm³／h， độ tinh khiết hydro duy trì ổn định ở mức 99，99％． Mức tiêu thụ năng lượng tổng hợp của hệ thống sản xuất hydro được kiểm soát ở mức 4，5 kWh／Nm³ H₂， đạt trình độ tiên tiến trong ngành． Theo kết quả kiểm tra của bên thứ ba， tỷ lệ loại bỏ nhu cầu oxy hóa học （COD） trong nước thải sau xử lý đạt 99％， đạt được sự kết hợp hiệu quả giữa phân h hủy sâu chất ô nhiễm và sản xuất năng lượng sạch．
Phân tích khả thi kinh tế cho thấy， với chi phí điện xanh là 0，3 tệ／kWh， chi phí hydro bình quân của công nghệ này vào khoảng 20，6 tệ／kg， giảm 25％ chi phí t tổng hợp so với mô hình truyền thống “xử lý nước thải ＋ sản xuất hydro riêng biệt”， đặt nền tảng cho ứng dụng thương mại quy mô lớn． Là dự án trình diễn thực hiện nguyên tắc “Bốn Nước và Bốn Xác định” của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Trung Quốc （CNPC）， vận hành thành công của hệ thống này tại Mỏ khí Sulige không chỉ cung cấp nguồn năng lượng hydro sạch cho hiện trường mỏ khí， mà còn giải quyết thách thức kép “xử lý nước thải khó khăn và cung cấp năng lượng hạn chế” tại các khu vực sản xuất dầu khí．
Theo trưởng nhóm dự án từ Viện Nghiên cứu Thâm Quyến， bước tiếp theo là đẩy nhanh phát triển và xác minh kỹ thuật hệ thống cấp megawatt （MW）， với kế hoạch hoàn thành xây dựng dự án trình diễn cấp 3 MW vào năm 2026． Mục tiêu là giảm thêm 15％ chi phí xử lý mỗi tấn nước thải và giảm mức tiêu thụ năng lượng sản xuất hydro xuống dưới 4，2 kWh／Nm³ H₂． Hướng công nghệ này dự kiến sẽ được nhân rộng và thúc đẩy tại các khu vực sản xuất dầu khí lớn như Mỏ dầu Trường Khánh và Mỏ dát Tarim trong tương lai． Đến năm 2030， dự kiến sẽ giúp các mỏ dầu khí của PetroChina giảm lượng xả thải nước thải 1，2 triệu tấn mỗi năm và sản xuất hơn 50，000 tấn hydro xanh hàng năm， tương đương giảm phát thải carbon dioxide 650，000 tấn mỗi năm， cung cấp h hỗ trợ kỹ thuật quan trọng cho mục tiêu “song carbon” của ngành năng lượng．
