美国首个核能制氢示范堆开始运行功率1兆瓦氢能汽车未来有望,
上海氢能产业,中联氢能产业,中日氢能产业 据世界核能网消息,位于美国五大湖区的九英里峰核电站,迎来美国首个1兆瓦核能制氢示范堆的运行。
美国能源部(DOE)部长Kathryn Huff评论道:这一成就明确表明,美国现有的反应堆机组现在就能生产清洁的氢气。他们的最终目标要是将氢气的生产成本降低到1美元/千克。
1.蒸汽重整法:技术最成熟。利用甲烷等碳氢化合物与高温蒸汽反应,生成氢气和二氧化碳。
2.部分氧化法:利用原油、重油等液体在高温蒸汽中部分氧化,得到氢气,同时产生二氧化碳、一氧化碳。
3.煤炭气化法:将煤在高温下热解,产生合成气,再通过转化反应,将合成气转化为氢气。
过程中利用碳捕集、利用与封存(CCUS)等技术捕获温室气体的,称作蓝氢;
就是用核能发出的电给电解水装置供电,水发生化学反应,分解成氢气和氧气。这种方法的制氢效率不高,一般在30%左右。不过,据说美国开发了一种SPE方法,能将效率提高到90%。
将「核反应堆」与「热化学循环制氢装置」耦合,直接利用核反应堆发出的热能,使水在800℃-1000℃下催化分解成氢气和氧气。
因为温度要达到800℃-1000℃,所以「高温气冷堆」就成了最好的选择——出口温度为850℃至1000℃。高温气冷堆属于第四代核电技术,在核能制氢领域,商业前景广阔。
催化热分解方式中,以硫碘循环最具应用前景。硫循环分离出氧气,碘循环分离出氢气,最后总的效果是:水分解成了氢气和氧气。
相比起核电制氢,核热制氢的效率能够达到50%。要是核电制氢和核热制氢两种技术相结合,效率更是能达到60%。
而一年前,即2001年,我国清华大学已经建成10兆瓦高温气冷实验反应堆。
2021年,全球首座高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾核电站高温气冷堆示范工程建成,已具备核能制氢条件。这也是全球首座第四代核电站。
据世界核能网消息,美国能源部(DOE)给九英里峰核电站的资助资金只有580万美元(约4000万人民币)。
对比一下法国,法国麦克菲公司要建一座制氢厂,法国政府直接资助1.14亿欧元(约84亿人民币)。这还不算完,没过多久,欧盟委员会也慷慨解囊,送来资金支持。去年法国电力公司启动一项核能制氢项目,投资达到20~30亿欧元(约147亿~220亿人民币)。
当然,美国能源部(DOE)并不是只支持这一个核能制氢项目,还有另外三个,分别是:戴维斯-贝瑟核电站、普雷里岛核电站和帕洛弗迪核电站。四个核电站各自负责验证一种核能制氢技术。
九英里峰核电站核能制氢师范项目是最先完成的,目前每天可以生产氢气560千克,只够满足核电站现场的冷却需求。不过总算是一个进步。
总的来说,世界各国纷纷开始重视核能制氢技术。前面提到了美国、法国、中国。俄罗斯作为核电大国,也在《2035年能源战略》中提出了富有雄心的核能制氢计划。
传统的燃油车日渐式微,新能源车争相崛起。未来的汽车是什么样,以什么作为能源?谁也说不准。
各个国家的战略决策就像是押宝。押对了,便能享受工业革命的红利;压错了,就只能被时代所抛弃。
押氢能的国家有日本、新加坡、加拿大等。压电能的国家有中国、美国等。事实上,中国、美国因为体量大,所以是两边押宝,既押电能,又押氢能。
如果核能制氢实现商业化、市场化,那么这种情况必将发生改变。氢能汽车产业也将迅速崛起。
氢能汽车的优势很明显,加氢时长优于电车充电,氢能热值高于传统燃油,重量轻、对环境友好,储量丰富。是未来汽车最好的能源选择。
至于核能,它既发电,又制氢,不管你是电动车,还是氢能车,都是它的下游用户。随着低碳转型的逐步深入,化石能源终将退出世界能源舞台,到那时,核能才是终极能源。