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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(jìn)氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，開(kāi)展風(fēng)光電制氫、核能知情等前沿技術(shù)規(guī)模化研究，突破氫能成本瓶頸。
氫能是促進(jìn)傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用、支持可再生能源規(guī)模化發(fā)展的理想工具。也是交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域大規(guī)模深度脫碳的最佳選擇。核能是一種安全、經(jīng)濟(jì)、高效的清潔能源，是應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要途徑。近年來(lái)，其綜合利用問(wèn)題備受關(guān)注。業(yè)內(nèi)專家指出，核能制氫可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、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(guó)煤炭和天然氣制氫占比77.4%，目前我國(guó)制氫仍以石化原料制氫為主，無(wú)法滿足無(wú)碳排放的制氫需求。”中核能源科技有限公司市場(chǎng)開(kāi)發(fā)部副經(jīng)理王毅表示。
國(guó)家能源局印發(fā)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(kāi)展可再生能源規(guī)模化制氫示范，基礎(chǔ)較好的地區(qū)可重點(diǎn)關(guān)注能源化工基地的綠色氫替代。王毅認(rèn)為，加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與裝備的綠色制氫、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用，是我國(guó)未來(lái)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)氫需求量將達(dá)到6000萬(wàn)噸，其中綠色氫將達(dá)到70%。也就是說(shuō)，綠色氫的產(chǎn)量將達(dá)到4200萬(wàn)噸。王毅認(rèn)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(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第四代核能特色的先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)，具有安全性好、核心出口溫度高的特點(diǎn)，它被認(rèn)為是最適合核能制氫的反應(yīng)堆類型。
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正在山東榮成開(kāi)展，預(yù)計(jì)今年年底可實(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，利用核能電解水制氫也是核能制氫的技術(shù)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。現(xiàn)階段，我國(guó)高溫氣冷堆制氫技術(shù)具有良好的研發(fā)基礎(chǔ)，具備開(kāi)展中試的技術(shù)條件。它支持熱化學(xué)循環(huán)和耦合生物質(zhì)同時(shí)，制氫效率超過(guò)45%，與高溫反應(yīng)器的熱量相適應(yīng)，且成本較低，適合大規(guī)模制氫。
此外，耦合生物質(zhì)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(zhì)核制氫技術(shù)由三部分組成：生物質(zhì)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(yīng)。重整過(guò)程由三部分組成： 用于加熱的高溫氣冷反應(yīng)器，優(yōu)點(diǎn)是生物質(zhì)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(chǔ)運(yùn)問(wèn)題以及生物質(zhì)高分散性與核能高濃度之間的矛盾，該技術(shù)路徑有望在 2025 年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
在碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)下，化工、鋼鐵等行業(yè)肩負(fù)著減碳的重任。一方面，這些行業(yè)的碳排放強(qiáng)度比較高，另一方面，電動(dòng)化也很難實(shí)現(xiàn)。王毅認(rèn)為，綠色氫能與這些產(chǎn)業(yè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)深度脫碳。他認(rèn)為，以核制氫為核心的高溫氣冷堆的綜合利用，將對(duì)我國(guó)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(biāo)市場(chǎng)將鎖定在煉鋼、煉油、煤化工等氫氣需求量較大的領(lǐng)域。
數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)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(shuō)，一臺(tái)60萬(wàn)千瓦的高溫氣冷堆機(jī)組可以滿足180萬(wàn)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(wàn)噸 ，減少能源消耗約100萬(wàn)噸煤炭，可以有效緩解我國(guó)碳排放壓力。
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在Auvergne-Rh?ne-Alpes和Bourgogne-Franche-Comté啟動(dòng)綠色生物質(zhì)制氫站
