
一些國家正在尋求核過程,以大規模和具有成本競爭力的規模生產低碳氫。
國際原子能機構的一項新研究表明,當天然氣價格遠高于過去十年普遍較低的水平時,核能將是生產清潔氫氣的最具成本效益的手段。該研究強調了低碳能源多樣化組合對清潔能源成功轉型的重要性。
利用國際原子能機構的新能源系統建模框架(FRAMES),該研究發現,隨著天然氣價格的上漲,生產低碳氫的最佳技術組合將轉向核能和可再生能源,而不再使用有或沒有碳捕獲和儲存的天然氣。雖然這項研究的重點是一個特定的國家,但其結果可以普遍適用于其他能源市場。
“這種轉變發生在天然氣成本大大低于歐盟、英國和亞洲部分地區的情況下,大約每百萬英熱單位10到15美元。”進行這項研究的國際原子能機構核工程師弗朗西斯科•甘達表示。他指的是,這些市場最近的現貨價格創下紀錄高位,每百萬英熱單位(100萬英熱單位是全球使用的衡量天然氣能量含量的指標)的價格介于35美元至40美元之間。
框架研究在下個月的聯合國氣候變化會議之前進行,國際原子能機構將舉辦幾場活動,強調核能對實現《巴黎協定》和《2030年可持續發展議程》目標的貢獻。清潔氫作為可靠的低碳能源組合的一部分,越來越被視為在清潔能源轉型中發揮關鍵作用。
作為天然氣平均價格的基準參考,框架研究使用了6美元/百萬英熱單位,這是去年春天在最近價格飆升之前歐洲等市場的近似價格。這也是最近URENCO/Aurora在2050年對英國市場進行的“零碳經濟下的脫碳氫”研究中使用的價格,該研究表明,核能與可再生能源合作可以降低氫生產的整體系統成本。
氫是宇宙中最豐富的元素,但以純形式生產氫用于工業過程,從生產合成燃料和石化產品到制造半導體和燃料電池電動汽車,是能源密集型的,目前幾乎完全使用化石燃料,主要是天然氣,在一種叫做蒸汽甲烷轉化爐的設備中。為了減少每年生產9000萬噸氫氣對環境的影響,并著眼于進一步擴大生產以實現氣候目標,一些國家正在尋求大規模、具有成本競爭力的低碳氫氣生產核工藝。
當天然氣價格上升到每百萬英熱單位20美元以上,框架研究表明,產氫的最佳方法成為可再生能源和傳統核電站的電解氫和熱過程,最終可以由先進的高溫核反應堆(HTRs)提供。
國際社會對高溫的興趣正在增加,因為預計它們將為工業應用提供具有成本效益的電力和高溫。HTRs于20世紀70年代在德國首創,目前正在幾個國家開發,日本取得了重大進展,中國最近在山東省成立了第一個HTR單元。中國計劃最終在該地點和其他省份部署更多的HTRs,將發電和工藝熱結合起來,用于工業和其他應用,包括制氫生產。
框架目前正在用于國際原子能機構對綜合能源系統的內部分析。它提供了關于核能對當前和未來電力系統的潛在好處的定量分析,這對追求或考慮將核能作為其實現凈零目標的解決方案的一部分的國家來說特別有興趣。
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