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美国:首个利用核能的高温蒸汽电解制氢项目启动

2020-11-12 13:32:34

  

  位于明尼阿波利斯的Xcel能源公司将与爱达荷国家实验室(INL)合作,演示一种利用核电站的蒸汽和电力来分解水的系统。产生的氢气最初将用于发电厂,但最终可能会卖给其他行业。

  包括钢铁和氨生产在内的许多工业部门都使用氢来制造产品。氢也是一种可以驱动汽车的清洁能源。该项目的目标是跨越技术壁垒,使商业核电站能够制造和销售除电力之外的商品——氢。

  美国能源部(DOE)于10月8日宣布了这项资助。这是第一个将商用核电站与高温蒸汽电解(HTSE)技术相结合的项目。它建立在去年启动的一个项目的基础上,该项目旨在展示如何在运行中的核电站上安装氢气生产设施。该项目展示了美国能源部核能、能源效率和可再生能源办公室之间的合作。

  美国能源部轻水反应堆可持续性项目“灵活的工厂操作和发电途径”的技术负责人理查德·博德曼(Richard Boardman)说:“这对核能和许多行业的无碳制氢来说都是一个游戏规则的改变者。它为未来的能源结构提供了一个视角,将整合各种系统,以最大限度地利用能源、发电机盈利能力和电网可靠性,同时最大限度地减少碳排放。”

  如今,工业级的氢气是通过将其从天然气分子中剥离来生产的,在这个过程中会释放出一氧化碳。由于核电站不排放碳或其他空气污染物,核电站分解水产生的氢可以帮助降低工业用氢客户的碳足迹。

  “Xcel能源公司是第一家追求100%无碳电力愿景的美国主要公用事业公司,现在我们将是第一家使用这种技术在核电厂生产无碳氢的公司,”Xcel能源公司的首席发电官Tim O'connor说。“这一新的流程继续证明了我们的核团队是如何创新的,这使得我们可以帮助客户增加生产力和价值。”

  该项目将演示HTSE技术,使用Xcel能源公司一个核电厂的热能和电能(很可能是Prairie Island核电站)。在特定的应用中,电解蒸汽是一个非常有效的过程,它依赖于高温来分解水并产生氢。

  HTSE技术是核电站的天然选择,因为在那里可以获得高质量的蒸汽和电力。Xcel能源公司在其能源组合中也有大量的风能,这提供了一个机会来展示当风能满足电网需求时,如何用核电站的电力来制造氢气。

  由氢和燃料电池技术办公室领导的最近一项分析估计,使用HTSE技术在核电厂生产的氢在今天的市场上具有成本竞争力。该报告由国家可再生能源实验室发布。

  NREL战略能源分析中心集团经理Mark Ruth表示:“如今,许多核电厂都可以生产具有成本竞争力的氢。而且,通过增加电解槽的研发和安装数量,将来可能还会有更多的核电厂参与其中。”他是该报告的主要作者。

  阿贡国家实验室能源系统部门的资深科学家和组长Amgad Elgowainy说:“氢是一种多用途的能源载体,可以帮助主要能源部门脱碳。”

  已于2019年9月启动的低温电解商业制氢项目将首先进行演示。该项目在俄亥俄州托莱多附近的戴维斯-贝斯核电站进行,为期两年,将进行1至3MW的低温电解装置演示。参与该项目的第三家公用事业公司是亚利桑那州公共服务(APS),该公司经营着帕洛佛得角发电站,它也在评估核能与制氢的整合。

  博德曼说:“能源系统的整体集成将涉及电力、热能和化学网络,以及各种规模的储能系统的充分利用。这就是商业核电工业为客户提供可靠、可持续、低排放和可负担的电力和能源产品的方式。”(来源:全球氢能网)


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