核能制氢在国内外的进展如何?

核能制氢在国内外的进展如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/06/27 14:58

放眼全球,随着美日韩英法等核电大国新一代核堆型的成熟与氢能产业的发展,均已启动了本国的核能制氢工程。

1.美国

美国能源部(DOE)在2004年就启动 了核能制氢研究,目前主要是与现有 核电机组匹配的低温电解制氢示范, 对基于高温工艺热的热循环制氢和高 温蒸汽电解制氢开展大量研究工作和 原理验证 。2022年9月,DOE发布《国家清洁氢战 略和路线图》草案,草案反复强调利 用核能清洁、高效制氢 。拜登法案以来,美国能源部先后支持 了三个现役核电机组低温电解制氢与 一个高温电解制氢商业示范项目,均 将在2024年底前投运。2023年3月,美 国首个1兆瓦核能制氢示范项目-九英 里峰核电站投入运行。

2.英国

英国短期内首先在在役核电机组上进行示范和应用,中长期将高温 气冷堆(固体氧化物电解水(SOEC)和碘硫循环制氢)作为其先 进模块化反应堆首选堆型,并提供资金支持示范项目建设 。2021年英国政府颁布“绿色工业革命10 项计划”(Ten Point Plan) 中,规划到 2030 年实现绿氢等效装机容量达500万千瓦,而核能被 英国政府视为绿氢主要来源之一。21年5月,英国核工业协会 (NIA)宣布其《氢能路线图》已获得核工业委员会通过,提出到 2050年英国 1/3 氢需求由核能生产,但尚未提出具体的实现路径。

3.日本

日本首选方案是高温气冷堆制氢。日本原子力研究 机构自1998 年建成运行热功率 30 MWe的高温气冷 试验堆,成功实现在850 ℃下稳定运行,2004 年冷 却剂出口温度达到950 ℃并成功完成了连续一周制 氢试验运行。在高温试验堆基础上,日本原子力研 究机构持续进行了大功率(600MWt)高温气冷堆 设计研发。

4.法国

法国作为全球核电比例最高的国家,目前在开展高温热化学制氢 和蒸汽电解制氢试验研究工作,尚未开展在役压水堆核电机组制 氢示范。2021 年法国政府公布的“法国 2030 计划”中,提出未来 5年在氢能领域投入 20 亿欧元,并将核能列为生产绿氢关键。

5.韩国

韩国政府正在进行核氢研发和示范项目,最终目标 是在2030年以后实现核氢商业化。自2004年起,韩 国开始执行核氢开发示范计划NHDD,采用高温气 冷堆和碘硫循环技术进行核能制氢项目,建立了产 氢率50NL/h的回路,正进行闭合循环实验。

6.政府端

自“十一五”就开展了核能制氢项目研发,研究当初主流工艺热化学循环和高温蒸汽电解制氢并进行初步运行试验 。 “十二五”期间,设立国家科技重大专项--中国200MW 高温气冷堆商业示范电站建设项目“先进压水堆与高温气冷堆核电站”,以掌握碘硫 循环和高温蒸汽电解的工艺关键技术,计划2021前后投产。 2016年国家能源局《能源技术创新“十三五”规划》将高温气冷堆 950℃高温运行及核能制氢的可行性作为研究目标之一。

7.科研院所及产业端

清华大学核能与新能源技术研究院从2004年开始论证核能制氢方法可行性,随后开展了对碘硫循环核热制氢基础性实验研究。中核集团在2018年联合清华大学、中国宝武开展核能制氢、核氢冶金项目合作研究。目前已完成10NL/h 制氢工艺的闭合运行,建成了产氢 能力100NL/h 规模台架并实现 86小时连续运行连续运行。三方于2019.1签订《核能-制氢-冶金耦合技术战略合作框架协议》,共同打造世界 领先的核冶金产业联盟。

中核集团核制氢重点在高温气冷堆与热化学循环制氢技术耦合,其目标是建成一座600MW 超高温气冷堆,与一座产氢 50000Nm3/h 的热化 学制氢工厂匹配生产。其远期目标是在 2030 年后,利用已成熟核能制氢和弃电制氢为产业源头,开拓储氢、运氢、氢燃料电池中下游产业。

 中广核核能耦合SOEC制氢示范项目已落地-广东大亚湾核电站 。 2021年,中国首个核能综合利用示范项目:“国和一号+”在威海荣成开工,项目立足核能发电,对核能综合利用 。 2022年9月,东华能源与中核开启合作建设核能制氢-高温气冷堆项目,未来五年内预计投资超千亿元,共同打造零碳产业园。

参考报告

2023中国氢能产业:氢制备环节深度研究报告.pdf

2023中国氢能产业:氢制备环节深度研究报告。氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,21世纪来,中国和美国、日本、加拿大、欧盟等都制定了氢能发展规划,并且取得了多方面的进展。当今世界开发新能源迫在眉睫,随着化石燃料消耗的日益增加,其储量日益减少,且环境污染、气候变暖等问题日益突出,迫切需要不依赖化石燃料的储量丰富的新型含能体能源,氢正是这样的理想的新型含能体能源。

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