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德国关闭了最后三座核电站全力发展氢能氢能比核能更厉害吗?

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德国关闭了最后三座核电站全力发展氢能氢能比核能更厉害吗?,

氢储能东方电气,氢能电磁阀,绿电氢能  近日,有关媒体报道,德国在4月15日关闭了国内最后的三座核电站,原本计划在2022年全面淘汰核电的德国,由于俄乌冲突引发的能源危机,这一计划也由此顺延了一年多的时间。

  大家知道,核能就是通过原子核的结构变化所释放出来的能量,分为核裂变和核聚变两种方式,其中太阳释放出来的能量是核聚变反应,爆炸和核电站发电利用的是核裂变。从目前的技术水平看,我们通常说的核能是狭义的,更多指的是核电站发电领域。

  利用核电站发电,具有与火电、风电、水电等发电方式所不具备的几个主要特点:一是能量密度非常高,是传统化石燃料的几百万倍,1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量,约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。

  二是更加清洁,反应过程中,既不消耗氧气,也不释放二氧化碳,更不产生气体污染物,这对于生态环境保护和应对气候变化具有积极的作用。

  三是更易于存储,核电站的占地面积一般都比较小,而且通过核裂变释放的能量,要比风能、太阳能等清洁能源更加易于存储。

  四是运营成本较低,虽然核电站在建设过程中的花费较高,但一旦建成,单位能量输出所需要投入的成本,要比火电、风电、太阳能发电等的平均成本低20-50%,而且发电成本、发电效益比较平稳,具有很大的竞争力。

  虽然核电站发电有上面的优势,但相对来说也存在着一些弊端和潜在风险,比如反应堆内会产生大量的放射性物质,如果发生核事故容易引发核泄漏事故,同时核电站也会产生相应的核废料,仍然具有很强的放射性,必须严格加以管理和妥善进行处置,否则会对周边环境和人体造成严重伤害。此外,核电站的运行需要大量水进行冷却,因此运营过程中会产生持续、大量的废热,也会对周边生态环境造成影响。

  对于核废料来说,目前主要的处理方法有稀释分散、浓缩贮存以及回收利用。而核废料从组成看,又可分为废气、废液和废渣,三种形态的核废料的具体处理方法又有所不同。

  废气可以暂时贮存让其自发衰变,或者采用活性炭过滤等方法处理并达标,其放射性已经低于大自然本底,可直接排放到大气环境中。中低放射性的废液可采用过滤、离子交换减小体积,并分离为可直接排放的净化液和需要封存的浓缩液。中低放射性的固体和浓缩液需要打包封存,通过稳定固化处理(沥青化或水泥化)后浅层掩埋于地表。而高放射性的废物和中低放处理残余物,必须经过最严格的固化处理(玻璃化或陶瓷化)后封存深埋于地底。

  从表面上看,德国对能源的需求量非常大,其加快淘汰能量密度很大的核电,似乎是“自断臂膀”的做法,但如果深入研究分析,我们可以看出,从能源发展和利用效率以及安全性等角度出发,氢能则极有可能成为未来世界能源领域的重要中坚力量。

  纵观人类利用能源的历程,我们可以发现,从木材,到煤炭,再到石油和天然气,再到太阳能和风能,这种趋势是能源载体中的碳强度变得越来越少,而其中的氢占比则越来越高,而从形态上看,则能源是从固体到液体再到气体。因此,有不少科学家认为,世界能源的发展终点,将是“能源的气体时代”。

  氢气在地球上的来源十分广泛,同时还具有热值高、清洁高效、不含碳、能量可以存储、应用场景非常丰富等特点,在当前“双碳”战略实施的大背景下,氢能的利用,被认为是推动传统能源进一步清洁高效、推动可再生能源大规模发展的理解能源载体。

  与此同时,虽然目前人类对核能特别是以核裂变为主体的核电技术已经比较成熟,但是对于核废料的处置和利用,则是一个潜在的“炸弹”,核废料很难从根本上进行无害化处理,因此氢能的发展和利用而最终替代核能,也能从源头上消除未来核废料对人类社会的威胁。

  从上世纪70年代到现在,包括美国、日本、韩国、欧洲和我国在内的一些国家,从来没有停止对氢能的研究,但受制于成本、储能技术等方面的限制,很长时间以来都没实质性的突破。但从2011年日本发展福岛核电站爆炸事故以后,成为了氢能研究和利用的一个转折点,一方面加速推动了一些国家改变以核能为主的发展方向,另一方面则在氢能研究上持续加大投入力度,从而为未来有效摆脱能源资源的约束提供了良好的一次契机。

  从目前来看,欧美国家在氢能的研究上有较多的技术储备,但是以我国和日本等为代表的部分亚洲国家,在产业化推动上,则明显动力更加积极,技术的发展也比较迅速,未来谁在氢能的研发和利用上取得历史性突破,则在能源领域无疑会有更大的主动权和话语权。