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世界最大的科学协会—美国化学协会第243届大会暨博览会于2012年3月25-29日在加州圣地亚哥召开。国际原子能机构的易卜拉欣•哈米斯(Ibrahim Khamis)博士在会上致辞,描述了现代核电厂的热能怎样用于更经济的制氢,未来核电厂怎样专用于制氢。据说,为使“传说”的、以氢燃料替代汽油、柴油和其它化石燃料为基础,缓解对外国石油和空气污染担心的“氢经济”时代成为可能,这种长期寻求的工艺技术经过几十年的发展,已经开始应用,而且会在十年内开始商业制氢。
某些国家利用核电厂作为制氢热源的兴趣在快速增长。相当大的努力专注于探索现代和未来核动力堆制氢选项。预期现有的各种类型的核动力堆是短期选项,利用低温电解制氢;未来的核动力堆则是中期选项,为使用高温蒸汽电解或其它有前景的热化学循环制氢提供高温蒸汽。
以下是哈米斯博士在会上讲演的要点:
“世界各地利用核电厂作为制氢热源的兴趣正在快速增长。”“利用核能制氢可减少对石油做机动车燃料和用煤发电的依赖。这样以来,氢对缓解全球变暖有正面的影响,因为燃烧氢气只释放水蒸汽而没有二氧化碳这种主要的温室气体。这会使污染显著减少。”
国际原子能机构和世界各地的科学家和经济学家正在集中研究,确定全世界现在运行的435台核反应堆和未来的动力堆怎样支持氢气生产。
现在大多数氢气产品来自天然气或煤炭,并释放出温室气体二氧化碳。某些制品小规模地来自清洁的电解工艺,其中电流流过水,使H2O分子分裂为氢和氧。这种称为电解的工艺,如果首先使水加热生成蒸汽,随之电流通过蒸汽,效率更高,更便宜。
核电厂是理想的制氢设施,因为它生产的热能把水变为蒸汽,而电力则把蒸汽分解成氢和氧。专家们设想,现代核电厂采用低温电解,可以利用电厂峰谷期间低电价的优势制氢。未来的、专门为制氢设计的电厂就可使用更高效的高温电解工艺,或者联接目前正在研究开发的热化学工艺流程。
“水或蒸汽电解的核氢气是目前的现实,但需要提高经济性能。”他指出,某些国家正在考虑建造新核电厂外加高温蒸汽电解(HTSE)站,期望在不断增长的经济机遇中用来大规模制氢。
哈米斯描述了IAEA的氢经济评估程序(HEEP)如何有帮助。IAEA设计了HEEP软件,有助于成员国开发核能生产氢气的潜力。此软件评定各种情况下制氢的技术和经济可行性。
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