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近日，廣東省印發(fā)了《廣東省科技創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃》，提出全面推進氫能技術開發(fā)應用，開展風光電制氫、核能知情等前沿技術規(guī)?；芯?，突破氫能成本瓶頸。
氫能是促進傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用、支持可再生能源規(guī)?；l(fā)展的理想工具。也是交通、工業(yè)、建筑等領域大規(guī)模深度脫碳的最佳選擇。核能是一種安全、經(jīng)濟、高效的清潔能源，是應對氣候變化、實現(xiàn)碳達峰和碳中和的重要途徑。近年來，其綜合利用問題備受關注。業(yè)內(nèi)專家指出，核能制氫可實現(xiàn)規(guī)?；?、連續(xù)、穩(wěn)定制氫，不產(chǎn)生溫室氣體，可滿足化工、鋼鐵等行業(yè)巨大的氫氣需求。
“2019年我國煤炭和天然氣制氫占比77.4%，目前我國制氫仍以石化原料制氫為主，無法滿足無碳排放的制氫需求。”中核能源科技有限公司市場開發(fā)部副經(jīng)理王毅表示。
國家能源局印發(fā)的《關于做好可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關事項的通知》指出，要開展可再生能源規(guī)?；茪涫痉?，基礎較好的地區(qū)可重點關注能源化工基地的綠色氫替代。王毅認為，加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術與裝備的綠色制氫、儲運、應用，是我國未來能源發(fā)展的重要路徑之一。
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預測數(shù)據(jù)，到2050年，我國氫需求量將達到6000萬噸，其中綠色氫將達到70%。也就是說，綠色氫的產(chǎn)量將達到4200萬噸。王毅認為，在如此巨大的綠色氫需求下，核能制氫的發(fā)展空間巨大。
據(jù)介紹，高溫氣冷堆是我國具有自主知識產(chǎn)權和第四代核能特色的先進反應堆技術，具有安全性好、核心出口溫度高的特點，它被認為是最適合核能制氫的反應堆類型。
據(jù)了解，國家重大專項高溫氣冷堆核電站示范工程目前正在山東榮成開展，預計今年年底可實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。據(jù)王毅介紹，高溫氣冷堆技術現(xiàn)已具備產(chǎn)業(yè)化條件。
此前，利用核能電解水制氫也是核能制氫的技術路線之一，但由于該路線制氫效率僅為30%，不適合大規(guī)模制氫?，F(xiàn)階段，我國高溫氣冷堆制氫技術具有良好的研發(fā)基礎，具備開展中試的技術條件。它支持熱化學循環(huán)和耦合生物質同時，制氫效率超過45%，與高溫反應器的熱量相適應，且成本較低，適合大規(guī)模制氫。
此外，耦合生物質制氫已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核制氫技術由三部分組成：生物質加氫制甲烷、甲烷水蒸氣重整制氫、高溫氣冷堆加熱重整反應。重整過程由三部分組成： 用于加熱的高溫氣冷反應器，優(yōu)點是生物質是唯一的含碳可再生資源，以甲烷為中間體，可以解決氫的儲運問題以及生物質高分散性與核能高濃度之間的矛盾，該技術路徑有望在 2025 年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
在碳達峰和碳中和的目標下，化工、鋼鐵等行業(yè)肩負著減碳的重任。一方面，這些行業(yè)的碳排放強度比較高，另一方面，電動化也很難實現(xiàn)。王毅認為，綠色氫能與這些產(chǎn)業(yè)結合，實現(xiàn)深度脫碳。他認為，以核制氫為核心的高溫氣冷堆的綜合利用，將對我國許多行業(yè)的污染和碳排放減少起到重要作用。
王毅表示，高溫氣冷堆與化工、冶金等工業(yè)行業(yè)的氫氣需求密切匹配。 制氫的目標市場將鎖定在煉鋼、煉油、煤化工等氫氣需求量較大的領域。
數(shù)據(jù)顯示，我國鋼鐵行業(yè)碳排放量占總排放量的13%-15%。按照全球平均水平，每噸鋼將產(chǎn)生2噸二氧化碳排放量。例如，王毅說，一臺60萬千瓦的高溫氣冷堆機組可以滿足180萬噸鋼的氫氣、電力和部分氧氣的能源需求，每年可減少二氧化碳排放約300萬噸 ，減少能源消耗約100萬噸煤炭，可以有效緩解我國碳排放壓力。
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