在走向脫碳社會的趨勢中，氫作為一種不排放二氧化碳的新能源越來越突出。氫氣燃燒時釋放出來的只有水。氫也有很高的熱容，當(dāng)用于燃料電池時會產(chǎn)生電能。在能源選擇中，它是一顆閃亮的星星，但問題是使用哪種氫。
如果在制氫過程中排放出二氧化碳，那就沒有意義了。即使不是這樣，當(dāng)生產(chǎn)效率低的時候，能源也被浪費了。事實上，日本已經(jīng)開發(fā)出制氫技術(shù)來克服這些缺點。高溫氣冷堆（HTGR）是下一代核能發(fā)電技術(shù)，它可以在發(fā)電的同時產(chǎn)生無限量的氫氣。
氫的來源很重要
生產(chǎn)氫氣有多種技術(shù)。大規(guī)模生產(chǎn)的主流方法是“重整”，即以天然氣或煤為原料。高溫蒸汽用于從天然氣或其他物質(zhì)中分離氫氣，但同時也會產(chǎn)生二氧化碳。
近年來，氨作為一種新的燃料選擇引起了人們的關(guān)注，但由于它使用的是用這種方法產(chǎn)生的氫氣，因此并沒有達到無碳的理想狀態(tài)。利用太陽能電解可以得到氫氣，二氧化碳不會排放，但會有能量損失。
先進的高溫反應(yīng)器
核電不排放二氧化碳，但自福島核事故以來一直面臨不利因素。不過，日本原子能機構(gòu)正在茨城縣歐來鎮(zhèn)開發(fā)一種新型反應(yīng)堆，名為“高溫工程試驗反應(yīng)堆”（HTTR）。
原則上，HTTR不易發(fā)生堆芯熔毀。此外，它是世界所需要的小型模塊化反應(yīng)堆。HTGRs的一個特點是利用氦氣產(chǎn)生950度的高溫，是常規(guī)核能的三倍。這種高溫可以用來驅(qū)動燃氣輪機發(fā)電，同時通過水的熱化學(xué)分解產(chǎn)生氫氣，這是一個涉及碘和二氧化硫的循環(huán)過程。
這種被稱為IS（碘硫）工藝的反應(yīng)的商業(yè)化被認為是有問題的，但HTTR研究小組在兩年前實現(xiàn)了150小時的連續(xù)制氫——這是長期運行的標準。
沒有嚴重事故的反應(yīng)堆
HTTR的熱輸出為30000千瓦。由于它處于發(fā)展的第一階段，它沒有配備發(fā)電機，但它具有高溫氣冷反應(yīng)堆的所有基本功能。
茨城反應(yīng)堆1998年開始運行，但多年來一直保持低調(diào)。這一切在10年前東京電力公司福島第一核電站發(fā)生事故后都發(fā)生了變化。就在那時，新型反應(yīng)堆成了希望的燈塔。
它最近受到關(guān)注的主要原因是反應(yīng)堆的突出安全水平。它是一種新型反應(yīng)堆，其堆芯材料和結(jié)構(gòu)與常規(guī)核電站完全不同。
此外，高溫氣冷堆由于在結(jié)構(gòu)上不適合作為大型反應(yīng)堆，一段時間以來一直處于陰影中。但現(xiàn)在全球核電市場正轉(zhuǎn)向小型模塊化反應(yīng)堆。這是近期備受關(guān)注的第二個原因。由于這種類型的反應(yīng)堆不需要水來運行，所以潛在的位置是深遠的，從內(nèi)陸地區(qū)到沙漠。
引起新興趣的第三個原因是，繼《巴黎制止全球變暖協(xié)定》之后，對氫作為能源的需求日益增長。
夏季準備恢復(fù)運營
HTTR目前正在接受核監(jiān)管委員會的安全審查。2020年6月確認符合新的監(jiān)管標準，正在審批施工計劃。如果施工工作順利進行，預(yù)計2021年夏季恢復(fù)運營。
福島事故發(fā)生后整整十年的停工，終于在長隧道盡頭看到了一道亮光。巴黎協(xié)議于2020年開始運作，世界正迅速走向脫碳社會。雖然日本政府已經(jīng)明確打算在2050年之前將國內(nèi)外二氧化碳排放量降至零，但顯然，這一目標不能僅僅通過使太陽能等可再生能源成為日本的主要能源來實現(xiàn)。
今年冬季的寒意和大雪暴露了太陽能發(fā)電的弱點。此外，一直彌補核電短缺的火電發(fā)電面臨天然氣采購的延誤，造成嚴重的電力短缺。
日本的王牌
與歐洲不同的是，像日本這樣的島國要穩(wěn)定供電，就需要能源多樣化。核能在反應(yīng)堆中發(fā)揮著重要作用，一旦燃料投入反應(yīng)堆，它就可以連續(xù)運行一年以上。但福島核電站的創(chuàng)傷使得新建和擴建常規(guī)核電站（輕水反應(yīng)堆）都成了問題。
這就是為什么迫切需要無嚴重事故高溫氣冷堆的商業(yè)化。日本目前在高溫氣冷堆技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位。波蘭等很多國家都對與日本的技術(shù)合作抱有強烈期望。
作為一項有利于氫能的脫碳創(chuàng)新，日本大力發(fā)展高溫氣冷反應(yīng)堆，它將傳遞一個非常有意義的信息。
