核能多元化應(yīng)用：從綠色電動車到海洋運輸

2017-11-16 09:21:39 中國核工業(yè)報　點擊量：評論 (0)

11月初2017核電產(chǎn)業(yè)鏈高峰論壇在煙臺召開。齊聚于此的國內(nèi)核電領(lǐng)域的專家、精英聚焦核能多元化應(yīng)用話題，深入探討，以期打開核能多元化發(fā)展之門，進而建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源體系。加強產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新大

11月初2017核電產(chǎn)業(yè)鏈高峰論壇在煙臺召開。齊聚于此的國內(nèi)核電領(lǐng)域的專家、精英聚焦“核能多元化應(yīng)用”話題，深入探討，以期打開核能多元化發(fā)展之門，進而建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源體系。

加強產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新

大會上，“國家級核電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺”揭牌成為亮點之一。該平臺是目前國內(nèi)唯一集核電技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化于一體的國家級創(chuàng)新平臺，旨在推動核能多元化利用，建立開放、共享的產(chǎn)業(yè)鏈新形態(tài)，促進核電安全高效發(fā)展，實現(xiàn)核電強國夢。

毋庸置疑，科技創(chuàng)新是引領(lǐng)能源發(fā)展的第一動力。科技決定能源的未來，科技創(chuàng)造未來的能源。當(dāng)前，能源科技創(chuàng)新進入高度活躍期，新型能源技術(shù)在以前所未有的速度加快迭代，對世界能源格局和經(jīng)濟發(fā)展都將產(chǎn)生重大而深遠的影響。核電作為重要的清潔能源，在全球能源體系中占據(jù)重要地位。推進其科技創(chuàng)新、多元化發(fā)展，意義重大。

在論壇開幕式上，國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司司長王思強指出，核電產(chǎn)業(yè)是典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，科技創(chuàng)新是引領(lǐng)核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一動力。經(jīng)過幾代人艱苦卓絕的不懈奮斗，我國已成為世界核電大國，裝機規(guī)模保持持續(xù)增長，在建裝機規(guī)模世界第一。但與世界核電強國相比，與引領(lǐng)能源技術(shù)革命的要求相比，我國核電科技創(chuàng)新還有較大的差距。當(dāng)前，我國核電科技創(chuàng)新正處于可以大有作為的重要戰(zhàn)略機遇期，也面臨著差距進一步拉大的風(fēng)險，必須加快發(fā)展，不斷縮小與世界核電科技強國的差距。

近些年，立足我國能源及核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，國家發(fā)改委、國家能源局先后發(fā)布了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030）》《中國制造2025——能源裝備實施方案》《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》等系列規(guī)劃文件，明確了“十三五”乃至中長期我國核電技術(shù)創(chuàng)新的主攻方向和重點任務(wù)。

事實上，作為戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè)，核能領(lǐng)域的科技創(chuàng)新從未停歇。而如今要“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”，加強產(chǎn)學(xué)研用的協(xié)同創(chuàng)新，不斷加大研發(fā)投入，持續(xù)提升自主創(chuàng)新能力，是核工業(yè)發(fā)展的老命題，也是推進其前行的新使命。

核能具有巨大潛力

“核能的創(chuàng)新發(fā)展要求我們探索和開發(fā)核能的多種用途，”中國工程院院士葉奇蓁表示，“其中包括小型模塊化反應(yīng)堆及其他先進技術(shù)。”

葉奇蓁指出，“高度創(chuàng)新的小型模塊化反應(yīng)堆可以提供新的解決方案，進一步提高靈活性，推廣分布式發(fā)電。它們還有助于新興國家順利地增加融資和在當(dāng)?shù)嘏囵B(yǎng)越來越多的核人才，迅速進入核電行業(yè)。”而技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)的進展和創(chuàng)新進一步提升了小堆的競爭力和吸引力。

另外，核能供熱代替燃煤供熱將是另一個應(yīng)用發(fā)展。當(dāng)下，環(huán)境壓力持續(xù)加大，為此中國工程院和相關(guān)研究院所正在調(diào)查研究核電站熱電聯(lián)供的技術(shù)實施方案，以及低溫供熱堆的設(shè)計和建造，根據(jù)供熱地域分散的特點，實現(xiàn)核電站熱電聯(lián)供與低溫供熱相結(jié)合的解決方案，發(fā)揮各自優(yōu)勢。

葉奇蓁說，“創(chuàng)新發(fā)展要求更先進的技術(shù)，更優(yōu)的質(zhì)量，更環(huán)保的產(chǎn)品，更高的效益，這一切都是我們核電事業(yè)所要求的。我相信我們一定能做到。”

推動核能在交通運輸領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用

核能的巨大潛力，讓論壇參會者看到了核能未來的更多可能，推進核能多元化應(yīng)用業(yè)已成為大家的共識。作為2017核電產(chǎn)業(yè)鏈高峰論壇共識的宣讀者，中國工程院院士鄭健超表示，“在穩(wěn)步推進核電安全高效發(fā)展的同時，積極推進核能與核技術(shù)在供熱、制氫、海水淡化、綠色電動車、核動力與常規(guī)動力混合驅(qū)動的大型運輸艦船、醫(yī)療、環(huán)保等方面的應(yīng)用，是新時期落實黨的十九大精神，堅持人與自然和諧共生，推進綠色發(fā)展、建設(shè)生態(tài)文明，美麗中國的必然選擇。”

“未來核能規(guī)模應(yīng)用的主要發(fā)展方向，仍然是規(guī)模發(fā)展核電。”在2017核電產(chǎn)業(yè)鏈高峰論壇上，中國工程院院士鄭健超表示，“目前，核能在交通運輸系統(tǒng)的利用還很有限。在新形勢下，需要加快核能利用進入交通運輸領(lǐng)域的步伐，發(fā)展‘從礦井到車輪全程清潔低碳’的新型綠色電動車。”

據(jù)統(tǒng)計，到2016年，在電力供應(yīng)板塊中，全球化石能源（煤炭、天然氣、石油）發(fā)電量仍占66.7%，清潔低碳能源（核電、可再生能源）發(fā)電量占33.3%。而在交通運輸燃料板塊中，化石能源占比超過95%，生物質(zhì)燃料、電力占比還很小。

鄭健超表示，加快清潔低碳能源，特別是核能的規(guī)模利用，才有可能實現(xiàn)我國環(huán)境規(guī)劃目標(biāo)和應(yīng)對全球變暖的《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)。他提出，要推動核能在交通運輸領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用，包括陸地運輸和海洋運輸。

而最為引人矚目的就是陸地運輸。

目前，商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的純電動車，是用網(wǎng)電給蓄電池充電，再驅(qū)動車輛，全生命周期不是完全清潔低碳的；受蓄電池儲能密度的限制，純電動行駛里程有限。為此，鄭健超提出了核能規(guī)模應(yīng)用于陸地運輸?shù)闹匾夹g(shù)路線——推動高溫氣冷堆規(guī)模制氫技術(shù)、高能密度安全儲氫技術(shù)和氫電轉(zhuǎn)換技術(shù)的融合創(chuàng)新，發(fā)展“從礦井到車輪全程清潔低碳”的新型綠色電動車。

但是要實現(xiàn)新型綠色電動車這一創(chuàng)新技術(shù)，就要破解規(guī)模制氫、高密度安全儲氫、高效氫/電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)。

在制氫方面，鄭健超指出，高溫氣冷堆最具吸引力的應(yīng)用前景是規(guī)模制氫。但要發(fā)展可熱裂解水制氫的超高溫氣冷堆，還面臨一些技術(shù)瓶頸。

而以燃料電池為基礎(chǔ)的氫電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是經(jīng)過長期工程驗證的成熟技術(shù)，規(guī)模應(yīng)用的障礙是現(xiàn)有的催化劑昂貴、經(jīng)濟性有待提高。

事實上，實現(xiàn)氫能驅(qū)動電動車商業(yè)化的重大關(guān)鍵技術(shù)是高能量密度安全儲氫。近年來，有機溶劑如雜環(huán)（heterocycle）溶解儲氫技術(shù)取得了重大進展，實現(xiàn)了常溫、常壓下氫氣的高密度儲存，儲氫能量密度可達壓力儲氫的20倍。用普通汽車油箱儲存這種有機溶劑，電動車行駛里程可達600～900 公里，且安全性高于傳統(tǒng)的汽車燃料。據(jù)悉，該技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)超過美國能源部設(shè)定的2020年的研究目標(biāo)。

有專家認(rèn)為，由于這個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，全綠色電動車的規(guī)模應(yīng)用已見曙光。預(yù)計未來10年內(nèi)，綠色能源規(guī)模制氫、高密度安全儲氫、高效氫/電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈會迅速擴張。

鄭健超呼吁，要實現(xiàn)核能多元化規(guī)模應(yīng)用的目標(biāo)，需要把全綠色電動車的關(guān)鍵技術(shù)的融合創(chuàng)新的研究提到重要議事日程。

另外，推進核能在海洋運輸領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用的重要技術(shù)路線，是發(fā)展核動力/常規(guī)動力混合驅(qū)動的艦船系統(tǒng)。

鄭健超表示，核動力的民用艦艇商業(yè)化最重要的條件是高度的核安全性。從核安全設(shè)計的角度考慮，核動力/常規(guī)動力混合動力系統(tǒng)是一個能動安全與非能動安全融合的系統(tǒng)。常規(guī)動力可為反應(yīng)堆的能動安全提供電力；而浸泡在海水中的中小型反應(yīng)堆，更容易保證非能動安全功能的實現(xiàn)。從概率安全分析的結(jié)果判斷，混合動力系統(tǒng)的安全性，可達到甚至超過陸上大型三代反應(yīng)堆的安全水平。除了用于運輸以外，混合動力艦船可以發(fā)展成為安全性很高的海上移動供電平臺。

原標(biāo)題:核能多元化應(yīng)用：從綠色電動車到海洋運輸

責(zé)任編輯：lixin

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