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氫能被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，是人類的?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。
作為我國氫冶金先行者的寶武鋼鐵集團近日因重組山鋼的消息受到行業(yè)普遍關(guān)注，兼并重組后寶武產(chǎn)能將達到1.5億噸規(guī)模，居于世界首位。
值得注意的是，早在2019年，中國寶武、中核集團、清華大學三方簽訂《核能-制氫-冶金耦合技術(shù)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，三方將資源共享，共同打造世界領(lǐng)先的核冶金產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
眾所周知，核能是高效、低耗、環(huán)保、清潔的能源代表。核電已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，氫能和電能一樣，都屬于無污染的二次能源，那么為什么不直接利用核能發(fā)電，反而是利用核能發(fā)電后，再將電能轉(zhuǎn)化為氫能，再用氫能轉(zhuǎn)化為電能，豈不是多了一個中間環(huán)節(jié)，造成能源轉(zhuǎn)化效率低下？
氫能憑借著燃燒值高、無污染等諸多優(yōu)點，成為了未來最有希望大規(guī)模利用的清潔能源。多年前，氫能和電能就已經(jīng)實現(xiàn)了相互轉(zhuǎn)化。
電解水制氫是將電能轉(zhuǎn)化為氫能的一種較為便捷的方法，即在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學反應(yīng)，分解成氫氣和氧氣。反之亦然，氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，其基本原理是電解水的逆反應(yīng)。
核能制氫是將核反應(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，被認為是未來氫氣大規(guī)模供應(yīng)的重要解決方案，為可持續(xù)發(fā)展以及氫能經(jīng)濟開辟了新的道路。
也因此，目前美、日、韓、法等國都在開展核能制氫的研究，我國200MW高溫氣冷堆商業(yè)示范電站建設(shè)項目已被列入國家科技重大專項，被視為最有可能突破核能制氫反應(yīng)堆型。
那么氫能相比電能有哪些優(yōu)勢？首先從儲存性能來看，與電能相比，氫能更易儲存。所有化學元素中氫的重量最輕，在標準狀態(tài)下，它的密度為水密度的萬分之一。在負252.7℃時，為液體，密度為僅為水的十五分之一。
氫能的儲存方式有：氣體儲氫法，氫氣可以像天然氣一樣使用巨大的水密封儲罐用低壓儲存，該方法適合大規(guī)模儲存氣體時使用；液體儲氫法和固體氫儲存等。此外，科學家正在探索玻璃微球儲氫、無機物儲氫等。氫能的儲存是目前氫能應(yīng)用的主要技術(shù)難點。
以氫能汽車為例，它分為兩種，一種是氫內(nèi)燃機汽車，以內(nèi)燃機燃燒氫氣（通常透過分解甲烷或電解水取得）產(chǎn)生動力推動汽車。氫燃料電池車是由產(chǎn)生的電力推動電動機，由電動機推動車輛。
相比電動汽車充點時間長、續(xù)航力差等缺點，氫能汽車添加能源更加快捷，基本和燃油車加油的速度差不多。
其次，我國在核電、風電、水電都存在一定的棄電現(xiàn)象。以中核集團為例，僅2018年其棄電量約有100億度，若用于電解水制氫，可生產(chǎn)氫氣20億Nm3，約17.8萬噸，利用棄電制氫已經(jīng)具備了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模條件，從而解決中國核電能源消納問題。
目前世界每年生產(chǎn)氫的數(shù)量約7000萬噸，中國占全球的三分之一。其中常規(guī)電解水(堿性電解)僅占4%，化石燃料生產(chǎn)占比為96%。主要是電解水產(chǎn)氫效率（55%～60%）較低，即便采用最先進的電解水技術(shù)，將電解效率提升為90%。但由于目前大多數(shù)核電站的熱電轉(zhuǎn)換效率僅為35%左右，因此核能電解水制氫最終的總效率僅為30%。
綜合來看，核氫與核電都是以核能為基礎(chǔ)產(chǎn)生的二次能源，是人類能源體系的兩大方向，氫能相比電能有更輕、易存儲等優(yōu)點，兩者能夠相互轉(zhuǎn)化形成互補。未來，隨著制氫成本的降低和產(chǎn)、儲等技術(shù)的破，氫能將更好地造福人類社會。
