近日，廣東省發布《廣東省科技創新“十四五”規劃》，提出全面推進氫能技術的發展和應用，開展大規模風光電制氫、核能制氫等前沿技術研究，突破氫能成本瓶頸。

 

氫能是推動傳統化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規模發展的理想工具，也是實現交通運輸、工業和建筑等領域大規模深度脫碳的最佳選擇。核能作為安全、經濟、高效的清潔能源，以及應對氣候變化、實現碳達峰、碳中和目標的重要路徑，其綜合利用相關問題近年來頗受關注。業內專家指出，核能制氫可實現氫的大規模、持續、穩定生產，且不產生溫室氣體，可以滿足化工、鋼鐵等行業的龐大用氫需求。

 

“2019年，我國煤、天然氣制氫占比達77.4%。目前，我國氫氣生產仍主要以石化原料制取的灰氫為主，不能滿足氫氣制備無碳排放的需求。”中核能源科技有限公司市場開發部副經理王毅說。

 

國家能源局發布的《關于做好可再生能源發展“十四五”規劃編制工作有關事項的通知》指出，要開展規模化可再生能源制氫示范，在可再生能源資源豐富、現代石油化工產業基礎好的地區，可重點開展能源化工基地綠氫替代。王毅認為，加速發展綠氫制取、儲運和應用等氫能產業鏈技術裝備，是未來我國能源發展的重要路徑之一。

 

根據中國氫能聯盟的預測數據，到2050年，我國氫氣需求量將達到6000萬噸，其中綠氫將達到70%，換言之，綠氫產量要達到4200萬噸。王毅認為，如此巨大的綠氫需求量下，核能制氫發展空間廣闊。

 

據介紹，高溫氣冷堆是我國擁有自主知識產權、具有第四代核能特征的先進反應堆技術，具有安全性好、堆芯出口溫度高等特點，被認為是目前最適合核能制氫的堆型。

 

據了解，國家重大專項高溫氣冷堆核電站示范工程目前已在山東榮成開展，預計今年底可以實現并網發電。據王毅介紹，高溫氣冷堆技術現已具備產業化條件。

 

此前，利用核能發電電解水制氫也是核能制氫的技術路線之一，但由于這一路線的制氫效率僅有30%，并不適用于規模化制氫。現階段，我國高溫氣冷堆制氫技術已有較好的研發基礎，具備開展中試的技術條件，支持熱化學循環和耦合生物質同時，制氫效率超過45%，與高溫堆熱匹配性好且成本較低，適合大規模制氫。

 

此外，耦合生物質制氫成為近期核能制氫的新研究路徑。據介紹，以甲烷為中間體的生物質核能制氫技術，由生物質加氫氣化制甲烷、甲烷水蒸氣重整制氫、重整反應高溫氣冷堆供熱三部分組成，重整過程由高溫氣冷堆供熱。優勢在于生物質是唯一含碳的可再生資源，以甲烷為中間體，可解決氫的儲運難題以及生物質高分散和核能高集中的矛盾，這一技術路徑預計將于2025年具備產業化條件。

 

碳達峰、碳中和目標下，化工和鋼鐵等行業背負著減碳重任，一方面這些行業碳排放強度較大，另一方面較難實現電氣化。王毅認為，綠氫可以和這些行業結合，實現深度脫碳。他認為，以核能制氫為核心的高溫氣冷堆綜合利用，將在我國多個工業行業降低污染、減少碳排放等方面發揮重要作用。

 

王毅表示，高溫氣冷堆與化工、冶金等工業行業的用氫需求十分匹配，其制氫目標市場將鎖定在煉鋼、石油精制、煤化工等用氫需求量大的領域。

 

數據顯示，我國鋼鐵行業碳排放占總排放量的13%-15%，按照全球平均水平，每噸鋼將產生2噸二氧化碳排放。王毅舉例稱，一臺60萬千瓦高溫氣冷堆機組可滿足180萬噸鋼對氫氣、電力及部分氧氣的能量需求，每年可減排約300萬噸二氧化碳，減少能源消耗約100萬噸標準煤，可有效緩解我國碳排放壓力。