推動氫能與電力協同互補

——訪全國政協委員、中核集團科技質量與信息化部主任錢天林

氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，是人類重要的戰略能源發展方向，在未來全球能源結構變革中占有重要地位。近年來，“氫經濟”已悄然加速，《中國氫能源及燃料電池產業發展研究報告》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委員、中核集團科技質量與信息化部主任錢天林。作為我國氫能研究領域的專家，他對我國氫能行業的發展有著獨到的見解。

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：作為一名在核電領域工作多年的老兵，您如何看待我國核電行業這么多年來的發展和成就？

錢天林：應該說，經過幾十年的發展，我們國家已經從上世紀80年代的 “小學徒”變成了核電建設的“大師傅”。“華龍一號”正是我國具有完整自主知識產權的三代核電技術。有一個數據可以告訴大家，目前我國核電在運機組有46臺，位居世界第三，在建規模已經穩居世界第一。總體來看，無論是技術、研發、裝備、人才，均處于世界前列。

不過，要實現從“跟跑”到“領跑”，并不容易。關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，自主創新，加強關鍵技術攻關，才能不斷提升自身技術水平。

近年來，我們積極響應國家戰略，一直在努力開拓國外市場，健步“走出去”。現在，隨著“華龍一號”、CAP1400等一些自主知識產權堆型的推出，核電“走出去”已經取得了初步成果，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技術變革的重要方向。與傳統制氫方式相比，核能制氫有哪些優勢？

錢天林：目前工業應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、大規模、無碳排放的需求。核能作為清潔的一次能源，已經發展成為一種清潔、安全、成熟的技術。核能制氫就是將核反應堆與先進制氫工藝耦合，進行氫的大規模生產。核能制氫具有不產生溫室氣體、以水為原料、高效率、大規模等優點，是未來氫氣大規模供應的重要解決方案。高溫氣冷堆是我國自主研發的具有固有安全性的第四代先進核能技術，具有安全性好、出口溫度高等優勢，其高溫高壓的特點與適合大規模制氫的熱化學循環制氫技術十分匹配，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實現高質量發展的重要選擇。氫能在冶金行業的發展中能發揮哪些作用？

錢天林：在大力推進生態文明建設的背景下，鋼鐵工業已經進入減量發展階段，綠色發展將成為鋼鐵工業未來發展的主要方向，也是行業轉型升級的關鍵所在。在國內重點鋼鐵企業的共同努力下，我國鋼鐵工業取得了巨大成就，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。

但在節能減排、防止污染攻堅戰的嚴峻形勢下，大量消耗燃煤的傳統冶金工藝路線已面臨發展瓶頸，甚至已觸及天花板。長遠來看，整個冶金行業要適應高質量發展的要求，只能發展低碳冶煉技術，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域具有獨特優勢，因其固有安全性，可以靠近負荷中心建設，反應堆產出的熱力、電力和氫氣可加以綜合高效利用，具備與冶金技術相互結合的天然優勢和深度耦合的技術條件。用氫氣取代碳作為還原劑的氫冶金技術，可基本實現二氧化碳的零排放。經初步計算，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境問題。

中國電力報：在您看來，目前我國是否已經具備發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示范電站預計將于2020年建成投產，我國在高溫氣冷堆技術領域已居世界領先地位。中核集團聯合清華大學已啟動60萬千瓦高溫氣冷堆商用核電站開發工作，標準設計基本完成，廠址選擇工作業已開展。同時，中核集團與清華大學、中國寶武已就核能制氫-冶金耦合技術展開合作，加快技術研發和工程示范，推進核能制氫與冶金產業融合，推動傳統冶金行業實現低碳發展、高質量發展。

總的來看，當前技術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、關鍵設備等涉及工程應用的關鍵技術進行攻關研究。反應堆環節最關鍵的是材料（耐高溫）等問題，中間換熱器等核心設備的材料研發和選型上已有一定基礎，正在開展實驗驗證。制氫環節，最具潛力的碘硫循環熱解制氫、制氧技術已完成實驗室規模驗證，具備更大規模實驗或中試條件。氫冶金（或低碳冶金）環節，目前尚無成熟技術，但原理研究上已經不存在問題。

中國電力報：對于我國核能制氫行業的發展，您有哪些建議？

錢天林：我認為應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模，以關鍵技術-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-冶金的關鍵技術攻關和工程示范問題。

為滿足大規模制氫的需求，應盡快啟動60萬千瓦高溫氣冷堆核電站的建設。建議國家加快國內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研發，繼續保持我國在該領域的國際領先地位，為實現大規模核能制氫提供可靠的熱源保證，推動自主四代核能技術“走出去”。

來源：中電傳媒? 記者 馮義軍 趙坤 方玉瑤