东华投资千亿的高温气冷堆制氢有何魅力？
文章来源：中国电力新闻网、中能传媒研究院、每日经济新闻
东华能源（002221.SZ）近日在投资者互动平台表示，公司与中核集团合作的高温气冷堆供热和制氢项目正常进行中，公司将按照相关规定及时披露进展情况。
据悉，东华能源与中国核工业集团有限公司本着“优势互补、深度合作、互利共赢、协同发展”原则，深化全面战略合作伙伴关系，于2022年9月6日签署《战略合作协议》。协议有效期为10年，到期后经双方协商，可延期或另行签订新的合作协议。
双方共同推进高温气冷堆项目，未来五年内预计投资超千亿元，共同打造零碳产业园。通过对高温蒸汽的梯次利用，保障“东华茂名轻烃产业园”蒸汽、电力、制冷乃至氢能的清洁化供应。共同按照绿色能源重塑石化产业升级路径，打造高温气冷堆与石化产业耦合的新发展理念样板工程，助力园区的高分子材料、特性材料和氢能产业具备世界级核心竞争力。
高温气冷堆及核能制氢技术发展与路线讨论
高温气冷堆具有固有安全性好、冷却剂出口温度高的优点，除发电外，在制氢、高温蒸汽供应等核能综合利用方面具有优势，是第四代先进核能系统的优选堆型。
我国从上世纪七十年代即开始了高温气冷堆研发工作，2001年在清华大学核研院建成了10兆瓦高温气冷实验反应堆，2003年实现了满功率运行；之后开展了包括在氦风机停止运行情况下的安全性验证在内的大量研发工作。2006年，国家设立了“大型先进压水堆与高温气冷堆核电站”国家科技重大专项；在清华大学、中核集团、华能集团等单位通力合作之下，重大专项工作取得了大量重要进展与成果，2021年9月高温气冷堆示范电站首次达到临界，2022年12月达到了双堆初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行，为工程投产商运奠定了基础。这些成果标志着我国在高温气冷堆领域的发展居于国际领先水平。
如果将高温气冷堆技术与先进制氢技术耦合，可实现大规模、高效、持续、稳定制取无碳排放的氢气，有望成为我国大规模供应氢气的重要解决方案之一，也是占领第四代核能技术、核能制氢及其综合利用制高点的重要突破口。在重大专项支持下，清华大学从2006年开始了以高温气冷堆工艺热应用为背景的热化学循环分解水制氢和高温蒸汽电解制氢技术的研发，“十二五”期间建成集成实验室规模的制氢装置并实现了连续运行，解决了制氢技术的关键工艺问题；“十三五”期间，重点开展了热化学循环制氢关键设备、中间换热器、核能制氢安全性等方面的研究，目前正在进行设备放大、中试规模制氢厂设计等工作，已具备开展中试规模验证和示范的条件。
当前，高温气冷堆制氢正处在研发的关键时期，关键技术有待加快突破。高温气冷堆制氢需要将出口温度从目前的750摄氏度提高到950摄氏度左右，在超高温运行状态下相关反应堆物理热工设计、安全分析、工程材料研发，以及中间换热器等关键设备研制、热化学制氢工艺中试阶段的设备放大、系统优化以及与高温堆耦合等方面面临一系列工程化挑战，后续亟需保持持续稳定、高强度的研发投入，开展高温堆制氢中试规模示范及以核能制氢为核心的氢、电、热综合供应及其在工业领域的应用研究，继续保持我国高温气冷堆领域的领先技术优势。
在技术路线方面，由于高温气冷堆工艺热供应方面具有独特优势，制氢技术应考虑以主要利用高温工艺热、减少甚至消除制氢过程碳排放的路线。为此，近期到中期可重点发展技术相对成熟、可减少碳排放的核热辅助的甲烷重整，进行工程规模示范；开展无碳排放的热化学循环制氢中试示范；中远期实现以热化学循环分解水制氢技术为核心的高温堆综合能源供应，并实现与氢冶金、石油化工等大规模用氢场景的结合。
核能制氢前景广阔，高温气冷堆制氢有望成为我国核能制氢产业领先世界、实现高水平科技自立自强的一个重要突破口。根据我国技术和产业发展现状，我们认为到2035年可以实现高温气冷堆制氢技术规模化发展，力争到2060年高温气冷堆制氢形成每年生产2000万吨氢的能力，供给我国15%~20%的氢能需求，与核能发电在电力供应中的地位相匹配。
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