隨著世界從化石燃料過渡,每個(gè)人都在談?wù)摼G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(chǎn)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(jì)劃在全球范圍內(nèi)建造幾座新的發(fā)電廠。這主要是為了應(yīng)對(duì)俄羅斯與烏克蘭的沖突和由此產(chǎn)生的能源不安全,這表明世界持續(xù)依賴少數(shù)幾個(gè)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(xiàn)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(fā)綠色氫能項(xiàng)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?yàn)樗梢杂糜诙喾N用途。灰色和藍(lán)色氫在生產(chǎn)過程中使用天然氣,而綠色氫依賴于由可再生能源提供動(dòng)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(chǎn)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(shù)上不是綠色的。
目前,大多數(shù)氫氣生產(chǎn)繼續(xù)依賴天然氣,因?yàn)橄啾戎?,綠色氫氣運(yùn)營的成本極其昂貴。根據(jù)國際能源署 (IEA) 的數(shù)據(jù),到2021 年,低排放氫氣生產(chǎn)占全球氫氣產(chǎn)量的比例不到 1% 。謝菲爾德大學(xué)格蘭瑟姆可持續(xù)未來中心的聯(lián)合主任 Rachael Rothman 認(rèn)為,粉紅氫可以提供一種急需的綠氫替代品,支持該行業(yè)的更快速擴(kuò)張。
羅斯曼解釋說, “如果你分裂......水,你會(huì)得到氫氣和氧氣。” 她補(bǔ)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(gè)系統(tǒng)都是低碳的,因?yàn)?hellip;…水中不含碳……而且能源也非常低碳,因?yàn)樗呛四堋?rdquo;
在英國,EDF Energy 正在討論在其最近批準(zhǔn)的 3.2 GW Sizewell C 核電站生產(chǎn)粉紅氫的想法。EDF在其網(wǎng)站上表示:“在 Sizewell C,我們正在探索如何以多種方式生產(chǎn)和使用氫氣。首先,它可以幫助減少電站建設(shè)過程中的排放。其次,一旦 Sizewell C 投入運(yùn)行,我們希望利用它產(chǎn)生的一些熱量(連同電力)來更有效地制造氫氣,”它補(bǔ)充道。該公司認(rèn)為,使用核能生產(chǎn)的氫將在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。
在美國,能源部 (DoE) 正在投資數(shù)十億美元來幫助降低成本并擴(kuò)大清潔氫的規(guī)模,希望該國的核電站能夠支持生產(chǎn)。傳統(tǒng)和先進(jìn)的核反應(yīng)堆可以提供生產(chǎn)低排放氫所需的恒定熱量和電力。美國能源部認(rèn)為這也有助于獲得對(duì)新核電站開發(fā)的支持。據(jù)估計(jì),一個(gè) 1,000 兆瓦的反應(yīng)堆可以支持每年生產(chǎn) 150,000 噸氫氣。這種氫可用于化肥、煉油、鋼鐵生產(chǎn)、物料搬運(yùn)設(shè)備、燃料電池汽車和碳中性合成燃料。
國際原子能機(jī)構(gòu) (IAEA)制定了氫經(jīng)濟(jì)評(píng)估計(jì)劃(HEEP),以支持全球粉紅氫項(xiàng)目的開發(fā)。它是一個(gè)免費(fèi)工具,用于評(píng)估大規(guī)模粉紅氫氣生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí),核能機(jī)構(gòu)、核能研究所、愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室、阿聯(lián)酋核能公司、國際原子能機(jī)構(gòu)以及來自加拿大、芬蘭、法國、日本、韓國、阿聯(lián)酋、英國、美國的非政府成員,為 2022 年 核氫文摘:氫經(jīng)濟(jì)中的核能做出了貢獻(xiàn),以鼓勵(lì)開發(fā)更多粉紅氫項(xiàng)目。
核能用于制氫的主要好處包括降低生產(chǎn)成本和減少排放。對(duì)于粉紅氫生產(chǎn),將使用核能電解水來發(fā)電。雖然綠色氫是使用可再生能源以20% 至 40% 的容量系數(shù)生產(chǎn)的,但粉紅色氫將以 90% 的容量系數(shù)使用核能,從而降低成本。此外,粉紅色氫的碳足跡被認(rèn)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?wù)摲奂t氫,但我們很可能會(huì)在未來幾年看到核動(dòng)力氫項(xiàng)目的顯著增加,因?yàn)楦鲊俅螌で笤黾悠浜四苋萘孔鳛榫G色轉(zhuǎn)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(huì)像綠色氫一樣獲得關(guān)注,而氫是一種用途廣泛的通用燃料。