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英國氫能戰略,讓核電大有作為

關鍵詞:英國氫能戰略,讓核電大有作為 網址:www.extolindia.com 日期:2021/9/23 15:27:05

氫能正在吸引全世界越來越多的關注,英國近期啟動了氫能戰略,讓核工業看到了重要的機會。


與其他許多國家一樣,英國制定了氫能戰略。其第一個戰略于8月17日發布,“闡述了在英國發展氫能的路徑,目標到2030年具備5GW綠氫生產能力”。氫能被視為“一種新的低碳解決方案,可以幫助英國在2050年前實現凈零排放,并在2035年前實現第六個碳預算目標!


該戰略概述了到2030年,英國將如何迅速和顯著地擴大生產規模,并為綠氫經濟奠定基礎;以及政府將如何在2020年代支持創新并刺激投資,以擴大綠氫生產規模。它還規定了英國的“雙軌制”,支持電解制氫和碳捕獲(CCUS),以支持藍氫能生產。


該戰略沒有特別強調核能,但承認其有潛力成為綠氫生產的重要途徑。采用現有的核設施進行低溫核電解和到2030年代采用先進的核反應堆進行高溫核電解,以及在2030年代中后期利用“先進的模塊化核設施提供的極高溫熱源”直接進行水的熱化學分解。


英國核工業協會(NIA)首席執行官Tom Greatrex將該戰略解釋為“核反應堆,無論大小,目前的和未來更加先進的,在生產綠氫能方面都具有關鍵作用。核是唯一能夠生產清潔電力和清潔熱能的能源,使其成為我們在電力以外的部門脫碳的重要組成部分”。他說,無論被稱為“綠色”還是“低碳”,“只有來自核電和可再生能源等零排放源的氫能才能對脫碳產生有意義的長期影響”,并建議“政府現在必須迅速實施新的核電融資模式以降低成本,推進Sizewell C項目,并繼續支持模塊化反應堆的發展,以確保核電成為強大的綠氫能源體系一部分!


就在政府公布氫能戰略之前,英國核工業發布了一份報告,列出了所謂的“跨部門的核電零碳氫能計劃”。這份新報告來自核行業創新小組,列出了它所認為的一系列“實現核電制取綠氫的建議”。


《英國以核氫經濟支持零碳》是2021年5月的核氫圓桌會議的成果報告,該會議匯集了80多位“來自整個氫能價值鏈的專家和行業領袖”。


為了“在英國政府預期的氫能戰略之前提供最大的價值”,該報告強調了未來深度脫碳的挑戰規模,以及核副產氫能可以提供的巨大價值。它列出了工業界的行動和政府的承諾,這將有助于英國按時和按預算確保實現凈零排放。


在報告前言中,創新小組主席Fiona Rayment博士總結如下:

1. 無論是現在還是將來,核副產氫是一種低風險的氫能生產途徑。

2. 通過跨部門合作,可以大規模地生產大量的核副產氫,以充分支持能源轉型。

3. 現在的首個應用案例有助于滿足今天的政策要求,并展示從生產端到使用端的整個價值鏈。

該行動計劃確立了實現這一目標的途徑,考慮了必要的經濟、技術、監管、政策和財政驅動因素。它的成功實施不僅意味著最大限度地利用已經商業化的技術,現在就可以部署,而且還可以推動技術的創新,提供更高的效率和性價比。


Fiona Rayment博士在描述這份報告的時間意義時說:“憑借數十年的核電經驗,英國擁有豐富的技術、人才和能力,可以大規模地提供核副產氫。這種能力可以創造世界上第一個核副產氫能經濟,以較低的成本向消費者提供凈零排放能源。英國可以刺激未來的全球氫能商品市場,加強技術出口。我非常希望并期待,這份文件將被視為核電在未來氫經濟中的轉折點,并呼吁相關部門采取行動,抓住這個千載難逢的機會,只有通過真正的跨部門合作才能真正抓住這個機會!


2月,英國核工業協會發布了核行業氫能路線圖,這是繼“50年前發布的《40年核路線圖》”之后的又一成果。它指出,目前灰氫占主導地位,每生產1公斤氫能就會產生10公斤的碳排放。隨著技術的發展,核電將有四種方式可以生產氫能:

1. 常溫水電解——利用電力將水電解成氫能和氧氣。這需要電解制氫設備。Hydrogen to Heysham項目(H2H)對這一過程進行了研究,該工藝今天已經可以使用,并且已經得到小規模驗證。這個過程是目前最便宜的,涉及到電解設備的成本、儲存的成本,以及生產電力的常規成本。

2. 蒸汽電解——高溫蒸汽電解在大約600—1000℃之間進行,需要的能量比冷水電解少三分之一,因此預計效率更高。使用較低溫度的熱量也可以提高電解效率,盡管不如在600-1000℃那么多。例如,EDF的初步分析表明,使用來自英國EPR的低溫熱量(約150-200℃)來支持蒸汽電解在技術上是可行的,通過換熱器來達到所需的操作溫度,將比冷水電解效率更高。蒸汽電解是當今可用的技術。

3. 熱化學水分解——先進的模塊化反應器(AMR)產生的600-900°C的熱量,在化學催化劑的作用下,可以使水分裂成氫能和氧氣。目前這一代的反應器不能產生足夠高的溫度用于這一過程。然而,英國政府已經認識到,AMRs“可以在800℃以上的溫度下運行,高品位的熱量可以高效的生產氫氣”。AMRs可以同時生產清潔電力和清潔氫能。

4.化石燃料重整——核電的廢熱可以為化石燃料重整制氫提供熱源,但由于二氧化碳的釋放,這將需要伴隨著碳捕獲和儲存。

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