近日，廣東省發(fā)布《廣東省科技創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃》，提出全面推進(jìn)氫能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，開展大規(guī)模風(fēng)光電制氫、核能制氫等前沿技術(shù)研究，突破氫能成本瓶頸。

 

氫能是推動(dòng)傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規(guī)模發(fā)展的理想工具，也是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸、工業(yè)和建筑等領(lǐng)域大規(guī)模深度脫碳的最佳選擇。核能作為安全、經(jīng)濟(jì)、高效的清潔能源，以及應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要路徑，其綜合利用相關(guān)問題近年來(lái)頗受關(guān)注。業(yè)內(nèi)專家指出，核能制氫可實(shí)現(xiàn)氫的大規(guī)模、持續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)，且不產(chǎn)生溫室氣體，可以滿足化工、鋼鐵等行業(yè)的龐大用氫需求。

 

“2019年，我國(guó)煤、天然氣制氫占比達(dá)77.4%。目前，我國(guó)氫氣生產(chǎn)仍主要以石化原料制取的灰氫為主，不能滿足氫氣制備無(wú)碳排放的需求。”中核能源科技有限公司市場(chǎng)開發(fā)部副經(jīng)理王毅說(shuō)。

 

國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于做好可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》指出，要開展規(guī)模化可再生能源制氫示范，在可再生能源資源豐富、現(xiàn)代石油化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好的地區(qū)，可重點(diǎn)開展能源化工基地綠氫替代。王毅認(rèn)為，加速發(fā)展綠氫制取、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用等氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備，是未來(lái)我國(guó)能源發(fā)展的重要路徑之一。

 

根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，到2050年，我國(guó)氫氣需求量將達(dá)到6000萬(wàn)噸，其中綠氫將達(dá)到70%，換言之，綠氫產(chǎn)量要達(dá)到4200萬(wàn)噸。王毅認(rèn)為，如此巨大的綠氫需求量下，核能制氫發(fā)展空間廣闊。

 

據(jù)介紹，高溫氣冷堆是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有第四代核能特征的先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)，具有安全性好、堆芯出口溫度高等特點(diǎn)，被認(rèn)為是目前最適合核能制氫的堆型。

 

據(jù)了解，國(guó)家重大專項(xiàng)高溫氣冷堆核電站示范工程目前已在山東榮成開展，預(yù)計(jì)今年底可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。據(jù)王毅介紹，高溫氣冷堆技術(shù)現(xiàn)已具備產(chǎn)業(yè)化條件。

 

此前，利用核能發(fā)電電解水制氫也是核能制氫的技術(shù)路線之一，但由于這一路線的制氫效率僅有30%，并不適用于規(guī)模化制氫。現(xiàn)階段，我國(guó)高溫氣冷堆制氫技術(shù)已有較好的研發(fā)基礎(chǔ)，具備開展中試的技術(shù)條件，支持熱化學(xué)循環(huán)和耦合生物質(zhì)同時(shí)，制氫效率超過(guò)45%，與高溫堆熱匹配性好且成本較低，適合大規(guī)模制氫。

 

此外，耦合生物質(zhì)制氫成為近期核能制氫的新研究路徑。據(jù)介紹，以甲烷為中間體的生物質(zhì)核能制氫技術(shù)，由生物質(zhì)加氫氣化制甲烷、甲烷水蒸氣重整制氫、重整反應(yīng)高溫氣冷堆供熱三部分組成，重整過(guò)程由高溫氣冷堆供熱。優(yōu)勢(shì)在于生物質(zhì)是唯一含碳的可再生資源，以甲烷為中間體，可解決氫的儲(chǔ)運(yùn)難題以及生物質(zhì)高分散和核能高集中的矛盾，這一技術(shù)路徑預(yù)計(jì)將于2025年具備產(chǎn)業(yè)化條件。

 

碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，化工和鋼鐵等行業(yè)背負(fù)著減碳重任，一方面這些行業(yè)碳排放強(qiáng)度較大，另一方面較難實(shí)現(xiàn)電氣化。王毅認(rèn)為，綠氫可以和這些行業(yè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)深度脫碳。他認(rèn)為，以核能制氫為核心的高溫氣冷堆綜合利用，將在我國(guó)多個(gè)工業(yè)行業(yè)降低污染、減少碳排放等方面發(fā)揮重要作用。

 

王毅表示，高溫氣冷堆與化工、冶金等工業(yè)行業(yè)的用氫需求十分匹配，其制氫目標(biāo)市場(chǎng)將鎖定在煉鋼、石油精制、煤化工等用氫需求量大的領(lǐng)域。

 

數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放占總排放量的13%-15%，按照全球平均水平，每噸鋼將產(chǎn)生2噸二氧化碳排放。王毅舉例稱，一臺(tái)60萬(wàn)千瓦高溫氣冷堆機(jī)組可滿足180萬(wàn)噸鋼對(duì)氫氣、電力及部分氧氣的能量需求，每年可減排約300萬(wàn)噸二氧化碳，減少能源消耗約100萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可有效緩解我國(guó)碳排放壓力。