大规模制氢方式首选——核能制氢
美国能源部(DOE)宣布,将投资2000万美元支持亚利桑那州核能制氢示范项目,以使清洁氢能成为核电站除发电外的重要经济产品,并帮助在未来十年内实现能源部氢气生产的科学和技术成本目标(1美元/千克)。
业界普遍认为,核能制氢是大规模制氢的首选。然而,这种制氢方法的进展似乎非常缓慢。
核能是一种低碳、高效的一次能源,其铀资源可以循环利用。经过半个多世纪的发展,人们掌握了日益先进和成熟的核能技术,成为人类大规模工业制氢的最佳选择。核能制氢是通过将核反应堆与先进的制氢工艺相结合来大规模生产氢气。核能制氢具有不产生温室气体、以水为原料、效率高、规模大的优点,是未来大量氢气供应的重要解决方案。
核能制氢原理
核能制氢包括利用核反应堆产生的热量作为制氢的能源,并通过选择合适的工艺实现高效和大规模的制氢。同时,可以减少甚至消除温室气体排放。
中国的核能制氢项目始于“十一五”。对主流工艺的原始热化学循环和高温蒸汽电解制氢进行了研究,并进行了初步运行试验。“十二五”期间,国家重大科技专项“先进压水堆和高温气冷堆核电站”立项,掌握碘硫循环和高温蒸汽电解关键技术。
在国家“863”计划的支持下,清华大学核能与新能源技术研究所(INET)于2001年建造了一座气冷10MW高温反应堆(HTR-10),并于2003年达到满功率运行。
2019年1月15日,中国核电集团、清华大学和中国宝武签署了《核氢冶金耦合技术战略合作框架协议》,共享资源,共建世界领先的核冶金产业联盟。目前,中国核电集团依托《框架协议》开展核氢冶金技术研发,考察国内外氢能产业各环节,分析氢能产业的宏观布局、技术发展、经济成本等因素,明确氢能产业的关键切入点,完成产业布局顶层设计。中国核电集团的长期目标是在2030年后,利用成熟的核能制氢