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核能制氫的未來是光明的

2023-02-13 11:19    核能制氫

隨著世界從化石燃料過渡,每個人都在談論綠色氫作為一種潛在的氣體和燃料替代品。但另一種替代品,即使用核能生產的粉紅色氫,在很大程度上被忽視了。


隨著世界從化石燃料過渡,每個人都在談論綠色氫作為一種潛在的氣體和燃料替代品。但另一種替代品,即使用核能生產的粉紅色氫,在很大程度上被忽視了。世界各國政府再次討論核能,并計劃在全球范圍內建造幾座新的發電廠。這主要是為了應對俄羅斯與烏克蘭的沖突和由此產生的能源不安全,這表明世界持續依賴少數幾個選定的大國來滿足其石油和天然氣需求。許多國家都希望在能源方面變得更加自給自足,現在擺在桌面上的可再生能源選擇范圍更廣。那么,粉紅氫能成為未來的主要能源之一嗎?

近年來,隨著越來越多的國家尋求天然氣、柴油和噴氣燃料的替代品,公司一直在競相開發綠色氫能項目以保持競爭力。綠色氫氣被廣泛視為一種可再生能源,具有替代化石燃料的潛力,因為它可以用于多種用途。灰色和藍色氫在生產過程中使用天然氣,而綠色氫依賴于由可再生能源提供動力的電解,其中水被分解為氫和氧。相比之下,粉紅氫是使用核能生產的,也使其不含碳,但由于核能被歸類為不可再生能源,因此在技術上不是綠色的。

目前,大多數氫氣生產繼續依賴天然氣,因為相比之下,綠色氫氣運營的成本極其昂貴。根據國際能源署 (IEA) 的數據,到2021 年,低排放氫氣生產占全球氫氣產量的比例不到 1% 。謝菲爾德大學格蘭瑟姆可持續未來中心的聯合主任 Rachael Rothman 認為,粉紅氫可以提供一種急需的綠氫替代品,支持該行業的更快速擴張。

羅斯曼解釋說:“如果你分裂......水,你會得到氫氣和氧氣。” 她補充說,“但是分解水需要能量,所以粉紅氫就是利用來自核能的能量來分解水。” 因此,“整個系統都是低碳的,因為……水中不含碳……而且能源也非常低碳,因為它是核能。”

在英國,EDF Energy 正在討論在其最近批準的 3.2 GW Sizewell C 核電站生產粉紅氫的想法。EDF在其網站上表示:“在 Sizewell C,我們正在探索如何以多種方式生產和使用氫氣。首先,它可以幫助減少電站建設過程中的排放。其次,一旦 Sizewell C 投入運行,我們希望利用它產生的一些熱量(連同電力)來更有效地制造氫氣,”它補充道。該公司認為,使用核能生產的氫將在能源轉型中發揮重要作用。

在美國,能源部 (DoE) 正在投資數十億美元來幫助降低成本并擴大清潔氫的規模,希望該國的核電站能夠支持生產。傳統和先進的核反應堆可以提供生產低排放氫所需的恒定熱量和電力。美國能源部認為這也有助于獲得對新核電站開發的支持。據估計,一個 1,000 兆瓦的反應堆可以支持每年生產 150,000 噸氫氣。這種氫可用于化肥、煉油、鋼鐵生產、物料搬運設備、燃料電池汽車和碳中性合成燃料。

國際原子能機構 (IAEA)制定了氫經濟評估計劃(HEEP),以支持全球粉紅氫項目的開發。它是一個免費工具,用于評估大規模粉紅氫氣生產的經濟性。同時,核能機構、核能研究所、愛達荷國家實驗室、阿聯酋核能公司、國際原子能機構以及來自加拿大、芬蘭、法國、日本、韓國、阿聯酋、英國、美國的非政府成員,為 2022 年 核氫文摘:氫經濟中的核能做出了貢獻,以鼓勵開發更多粉紅氫項目。

核能用于制氫的主要好處包括降低生產成本和減少排放。對于粉紅氫生產,將利用核能發電來電解水。雖然綠色氫是使用可再生能源以20% 至 40% 的容量系數生產的,但粉紅色氫將以 90% 的容量系數使用核能,從而降低成本。此外,粉紅色氫的碳足跡被認為與使用可再生能源的綠色氫的碳足跡相似。

盡管目前很少有人談論粉紅氫,但我們很可能會在未來幾年看到核動力氫項目的顯著增加,因為各國政府再次尋求增加其核能容量作為綠色轉型的一部分。隨著世界各地的能源公司和政府都在尋找化石燃料替代品,粉紅氫可能會像綠色氫一樣獲得關注,而氫是一種用途廣泛的通用燃料。

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