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日本核废水排放问题一直备受关注。 一方面是因为它极其自私,只顾减轻自己的压力。 另一方面,世界各地的人们都在关注其进展和情况,想了解核污水排入大海后有哪些异常情况。 有趣的是,日本实际上是在试图迫使中国撤销禁止进口日本水产品的命令。
这不,深圳大学深层地球科学与绿色能源研究所所长谢和平团队近期关于“海水直接制氢”的研究取得重大进展!
不少网友看到后纷纷表示高兴。 一方面,他们认为能源更清洁,可能更便宜,这会促进新产业的发展。 另一方面,也有网友好奇,日本的核污水也会有大用处吗? 呵呵?
重大突破!海水直接制氢成功,成本大幅降低
值得注意的是,这并不是“海水制氢”第一次被提出,也不是某个国家的想法。 这一理念提出已有50多年,但取得令人瞩目成就的团队非谢和平院士团队莫属。
据悉,这项研究早在2022年11月就已在《Nature》上正式发表。今年6月,全球首个无需海水淡化的海上风电原位直接电解制氢技术先导试验在兴化湾成功进行福建福清海上风电场。 在真实海洋环境中,在3-8级大风和0.3-0.9米海浪冲击干扰的影响下,实现规模1.2Nm3/h,电解能耗5kWh/Nm3H2。
新型直接电解海水制氢装置
最新进展,团队研发出全球首套400升/小时海水原位直接电解制氢技术及装备,其中包括浮式海水制氢平台。
同时,研究团队进一步降低了成本,使得海水直接制氧与淡水制氧成本相当。根据团队计算:海水直接制氢成本=电价×单位电耗+(年折旧+年运行维护)/年制氢总量
当海上风电上网电价为0.2-0.3元/kWh时,直接海水制氢的单位制氢成本为0.21元/Nm3+0.2元/Nm3+(1-1.5)元/Nm3=1.419- 1.919元/Nm3=15.89-21.49元/公斤。
未来,随着技术的发展,当直接海水制氢的能耗和海上风电的价格进一步降低时,成本将进一步降低。 根据目前电解电耗测算,当电价低于0.09元/kWh时,综合成本预计将达到煤制灰制氢0.87元/Nm3氢气的下限。
海水直接制氢原理是什么?降低成本意味着什么?
从原理上讲,电解海水制氢实际上是一种可再生能源技术,利用海水中的水分子进行电解反应,最终产生氢气!
具体来说,它利用碱性电解水中的摩尔浓度低于海水中的摩尔浓度,浓度差自然形成碱性电解液的流动。 然后利用设定的膜只允许水分子通过,然后向碱性电解液补充水分,从而形成动态平衡,不断地电解海水中的水。
就目前的技术而言,主要有两种方法来实现这一点。 首先,先进行海水淡化,然后制取氢气。 二是直接电解海水制氢,电解槽浸泡在海水中直接运行。 谢和平院士团队选择了难度更大的第二种方法。
就目前情况来看,实际上海水直接制氢在技术上已经克服了第二代技术,技术能耗下降了0.5kWh/Nm3氢气。 如果电价低于0.11元/kWh,制氢成本将远低于煤制灰制氢。
就这一领域而言,谢和平团队的技术升级直接打破了传统的淡水制氢,打开了制氢的新大门。 从长远来看,未来将改变我们的全球能源路径。
然后就是产业联盟的重大突破! 按照谢和平院士的规划,未来有可能打造“水基制氢与镁基凝固、储存、运输和利用技术”的产业链,氢氨一体化、绿色能源一体化甲醇。
另外,更重要的是,对于老百姓来说,海水直接制氧逐渐接近商业化,成本越来越低,因此电价也可能会降低。 既清洁,又形成产业链,带动更多产业发展,完全有可能引领全球“海洋绿氢”产业。
网友:变废为宝,日本核废水有大用处吗?
不可否认,从海水中直接制氢具有重要意义。 能够用海水代替淡水,肯定会节省淡水资源。 那么,正如网友所说,日本的核污水也有很大用处吗?
事实上,就像上面提到的海水制氢原理一样,日本核废水的性质与海水和淡水完全不同。 日本虽然有如此多的核废水,但其形成的真正原因是一方面,使用大量的水来冷却受损的反应堆,控制其温度,防止进一步熔化。 另一方面,也是因为大量的地下水和雨水不断流入核电站区域。
但冷却水也可能被污染并发生反应。 从本质上讲,日本的核废水不再只是水和核废水的混合物。 不能说单独使用其中的水部分来生产氢气。 相反,由于含有多种核元素,还可能产生副反应,产生一些对环境和人体危害较大的物质。
总而言之,网友想象中的日本核废水回用无法实现。 不能说两者有关系,而是完全没有关系。 你怎么认为?