近日，广东省发布《广东省科技创新“十四五”规划》，提出全面推进氢能技术的发展和应用，开展大规模风光电制氢、核能制氢等前沿技术研究，突破氢能成本瓶颈。
氢能是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想工具，也是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。核能作为安全、经济、高效的清洁能源，以及应对气候变化、实现碳达峰、碳中和目标的重要路径，其综合利用相关问题近年来颇受关注。业内专家指出，核能制氢可实现氢的大规模、持续、稳定生产，且不产生温室气体，可以满足化工、钢铁等行业的庞大用氢需求。
“2019年，我国煤、天然气制氢占比达77.4%。目前，我国氢气生产仍主要以石化原料制取的灰氢为主，不能满足氢气制备无碳排放的需求。”中核能源科技有限公司市场开发部副经理王毅说。
国家能源局发布的《关于做好可再生能源发展“十四五”规划编制工作有关事项的通知》指出，要开展规模化可再生能源制氢示范，在可再生能源资源丰富、现代石油化工产业基础好的地区，可重点开展能源化工基地绿氢替代。王毅认为，加速发展绿氢制取、储运和应用等氢能产业链技术装备，是未来我国能源发展的重要路径之一。
根据中国氢能联盟的预测数据，到2050年，我国氢气需求量将达到6000万吨，其中绿氢将达到70%，换言之，绿氢产量要达到4200万吨。王毅认为，如此巨大的绿氢需求量下，核能制氢发展空间广阔。
据介绍，高温气冷堆是我国拥有自主知识产权、具有第四代核能特征的先进反应堆技术，具有安全性好、堆芯出口温度高等特点，被认为是目前最适合核能制氢的堆型。
据了解，国家重大专项高温气冷堆核电站示范工程目前已在山东荣成开展，预计今年底可以实现并网发电。据王毅介绍，高温气冷堆技术现已具备产业化条件。
此前，利用核能发电电解水制氢也是核能制氢的技术路线之一，但由于这一路线的制氢效率仅有30%，并不适用于规模化制氢。现阶段，我国高温气冷堆制氢技术已有较好的研发基础，具备开展中试的技术条件，支持热化学循环和耦合生物质同时，制氢效率超过45%，与高温堆热匹配性好且成本较低，适合大规模制氢。
此外，耦合生物质制氢成为近期核能制氢的新研究路径。据介绍，以甲烷为中间体的生物质核能制氢技术，由生物质加氢气化制甲烷、甲烷水蒸气重整制氢、重整反应高温气冷堆供热三部分组成，重整过程由高温气冷堆供热。优势在于生物质是唯一含碳的可再生资源，以甲烷为中间体，可解决氢的储运难题以及生物质高分散和核能高集中的矛盾，这一技术路径预计将于2025年具备产业化条件。
碳达峰、碳中和目标下，化工和钢铁等行业背负着减碳重任，一方面这些行业碳排放强度较大，另一方面较难实现电气化。王毅认为，绿氢可以和这些行业结合，实现深度脱碳。他认为，以核能制氢为核心的高温气冷堆综合利用，将在我国多个工业行业降低污染、减少碳排放等方面发挥重要作用。
王毅表示，高温气冷堆与化工、冶金等工业行业的用氢需求十分匹配，其制氢目标市场将锁定在炼钢、石油精制、煤化工等用氢需求量大的领域。
数据显示，我国钢铁行业碳排放占总排放量的13%-15%，按照全球平均水平，每吨钢将产生2吨二氧化碳排放。王毅举例称，一台60万千瓦高温气冷堆机组可满足180万吨钢对氢气、电力及部分氧气的能量需求，每年可减排约300万吨二氧化碳，减少能源消耗约100万吨标准煤，可有效缓解我国碳排放压力。
文章来源：中国能源报
