推動氫能與電力協(xié)同互補

——訪全國政協(xié)委員、中核集團科技質(zhì)量與信息化部主任錢天林

氫能被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，是人類重要的?zhàn)略能源發(fā)展方向，在未來全球能源結(jié)構(gòu)變革中占有重要地位。近年來，“氫經(jīng)濟”已悄然加速，《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》提出，到2050年氫在我國終端能源體系占比至少要達到10%。氫能將與電力協(xié)同互補，共同成為我國終端能源體系的消費主體。全國兩會期間，《中國電力報》記者專訪了全國政協(xié)委員、中核集團科技質(zhì)量與信息化部主任錢天林。作為我國氫能研究領(lǐng)域的專家，他對我國氫能行業(yè)的發(fā)展有著獨到的見解。

錢天林委員正在接受《中國電力報》記者馮義軍采訪。方玉瑤 攝

中國電力報：作為一名在核電領(lǐng)域工作多年的老兵，您如何看待我國核電行業(yè)這么多年來的發(fā)展和成就？

錢天林：應(yīng)該說，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我們國家已經(jīng)從上世紀80年代的 “小學(xué)徒”變成了核電建設(shè)的“大師傅”?！叭A龍一號”正是我國具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)。有一個數(shù)據(jù)可以告訴大家，目前我國核電在運機組有46臺，位居世界第三，在建規(guī)模已經(jīng)穩(wěn)居世界第一?？傮w來看，無論是技術(shù)、研發(fā)、裝備、人才，均處于世界前列。

不過，要實現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，并不容易。關(guān)鍵要擁有自己的核心競爭力，因為別人是不可能把“為什么”賣給你的。我們只有自力更生，自主創(chuàng)新，加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，才能不斷提升自身技術(shù)水平。

近年來，我們積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略，一直在努力開拓國外市場，健步“走出去”?，F(xiàn)在，隨著“華龍一號”、CAP1400等一些自主知識產(chǎn)權(quán)堆型的推出，核電“走出去”已經(jīng)取得了初步成果，與多個國家開展了核電合作對話。中國核電這張名片已經(jīng)在世界上打響了，我們完全有信心參與到與其他核大國的競爭中去。

中國電力報：在您的提案中提到，核能制氫是未來能源生產(chǎn)技術(shù)變革的重要方向。與傳統(tǒng)制氫方式相比，核能制氫有哪些優(yōu)勢？

錢天林：目前工業(yè)應(yīng)用的制氫方法以化石燃料重整為主，難以滿足未來氫氣制備高效、大規(guī)模、無碳排放的需求。核能作為清潔的一次能源，已經(jīng)發(fā)展成為一種清潔、安全、成熟的技術(shù)。核能制氫就是將核反應(yīng)堆與先進制氫工藝耦合，進行氫的大規(guī)模生產(chǎn)。核能制氫具有不產(chǎn)生溫室氣體、以水為原料、高效率、大規(guī)模等優(yōu)點，是未來氫氣大規(guī)模供應(yīng)的重要解決方案。高溫氣冷堆是我國自主研發(fā)的具有固有安全性的第四代先進核能技術(shù)，具有安全性好、出口溫度高等優(yōu)勢，其高溫高壓的特點與適合大規(guī)模制氫的熱化學(xué)循環(huán)制氫技術(shù)十分匹配，被公認為是最適合核能制氫的堆型。

中國電力報：我們看到，您在提案中提到了氫能冶金是冶金行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要選擇。氫能在冶金行業(yè)的發(fā)展中能發(fā)揮哪些作用？

錢天林：在大力推進生態(tài)文明建設(shè)的背景下，鋼鐵工業(yè)已經(jīng)進入減量發(fā)展階段，綠色發(fā)展將成為鋼鐵工業(yè)未來發(fā)展的主要方向，也是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵所在。在國內(nèi)重點鋼鐵企業(yè)的共同努力下，我國鋼鐵工業(yè)取得了巨大成就，噸鋼綜合能耗已從2005年694千克標準煤下降為558千克標準煤。

但在節(jié)能減排、防止污染攻堅戰(zhàn)的嚴峻形勢下，大量消耗燃煤的傳統(tǒng)冶金工藝路線已面臨發(fā)展瓶頸，甚至已觸及天花板。長遠來看，整個冶金行業(yè)要適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的要求，只能發(fā)展低碳冶煉技術(shù)，必須以新型“綠色”還原劑替代煤炭。從國際視野來看，氫能是最佳選擇之一。

高溫氣冷堆的高溫工藝熱在制氫領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢，因其固有安全性，可以靠近負荷中心建設(shè)，反應(yīng)堆產(chǎn)出的熱力、電力和氫氣可加以綜合高效利用，具備與冶金技術(shù)相互結(jié)合的天然優(yōu)勢和深度耦合的技術(shù)條件。用氫氣取代碳作為還原劑的氫冶金技術(shù)，可基本實現(xiàn)二氧化碳的零排放。經(jīng)初步計算，一臺60萬千瓦高溫氣冷堆機組可滿足180萬噸鋼/年對氫氣、電力及部分氧氣的能量需求，噸鋼公斤級二氧化碳排放量基本為零，單臺機組每年可減排二氧化碳342萬噸。若以年產(chǎn)10億噸鋼材計算，每年可減排14.3億噸二氧化碳，減少能源消費5.5億噸標準煤，將有效緩解我國碳排放壓力，助力解決能源消費引起的環(huán)境問題。

中國電力報：在您看來，目前我國是否已經(jīng)具備發(fā)展核能制氫與氫能冶金的條件？

錢天林：在國家科技重大專項的政策支持下，我國已建成并運行1萬瓦高溫氣冷實驗堆，20萬千瓦高溫氣冷堆商業(yè)示范電站預(yù)計將于2020年建成投產(chǎn)，我國在高溫氣冷堆技術(shù)領(lǐng)域已居世界領(lǐng)先地位。中核集團聯(lián)合清華大學(xué)已啟動60萬千瓦高溫氣冷堆商用核電站開發(fā)工作，標準設(shè)計基本完成，廠址選擇工作業(yè)已開展。同時，中核集團與清華大學(xué)、中國寶武已就核能制氫-冶金耦合技術(shù)展開合作，加快技術(shù)研發(fā)和工程示范，推進核能制氫與冶金產(chǎn)業(yè)融合，推動傳統(tǒng)冶金行業(yè)實現(xiàn)低碳發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展。

總的來看，當前技術(shù)已完成了原理上的可行性研究和驗證，總體上處于實驗室或向中試前期過渡的階段。下一階段要針對工程材料、關(guān)鍵設(shè)備等涉及工程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)進行攻關(guān)研究。反應(yīng)堆環(huán)節(jié)最關(guān)鍵的是材料（耐高溫）等問題，中間換熱器等核心設(shè)備的材料研發(fā)和選型上已有一定基礎(chǔ)，正在開展實驗驗證。制氫環(huán)節(jié)，最具潛力的碘硫循環(huán)熱解制氫、制氧技術(shù)已完成實驗室規(guī)模驗證，具備更大規(guī)模實驗或中試條件。氫冶金（或低碳冶金）環(huán)節(jié)，目前尚無成熟技術(shù)，但原理研究上已經(jīng)不存在問題。

中國電力報：對于我國核能制氫行業(yè)的發(fā)展，您有哪些建議？

錢天林：我認為應(yīng)該將高溫氣冷堆核能制氫-綠色冶金列入國家科技重大專項，充分集成各方力量和資源，在政策、資金、平臺等方面給予大力支持，以60萬千瓦高溫氣冷堆并匹配制氫與冶金為規(guī)模，以關(guān)鍵技術(shù)-中試-示范工程為大體路徑，分階段實施，解決高溫氣冷堆制氫-冶金的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程示范問題。

為滿足大規(guī)模制氫的需求，應(yīng)盡快啟動60萬千瓦高溫氣冷堆核電站的建設(shè)。建議國家加快國內(nèi)60萬千瓦級高溫氣冷堆工程的項目審批，以重大工程牽引技術(shù)研發(fā)，繼續(xù)保持我國在該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，為實現(xiàn)大規(guī)模核能制氫提供可靠的熱源保證，推動自主四代核能技術(shù)“走出去”。

來源：中電傳媒? 記者 馮義軍 趙坤 方玉瑤