2021年5月，歐洲原子能論壇(Foratom)發布《核能制氫—脫碳歐洲的關鍵低碳技術》報告，論述了核能在制氫領域能夠發揮的作用，并為推進低碳制氫提出一系列政策建議。

論壇總干事伊夫·德巴澤耶表示，歐盟制訂了到2050年經濟體實現凈零排放的宏大目標。為了實現這一目標，歐盟需要對能源、工業、運輸和建筑行業進行大規模轉型。制氫是可以幫助歐洲實現這個目標的技術之一，但目前面臨兩個挑戰：一是實現真正的低碳制氫，二是實現氫在能源密集型行業中的廣泛應用。

政治環境

作為《歐洲綠色協議》的一部分，歐盟委員會2020年發布了《歐盟氫能戰略》。根據這項戰略，將在歐盟各地大規模部署制氫設施，為各行業提供清潔能源。因此，歐盟計劃為制氫項目提供重大支持，并重點關注可再生能源制氫項目。此戰略為制氫技術設立了一個低碳氫能類別。雖然目前還在就核能進行討論，但是核能肯定也會發揮重要作用。

目前的一種制氫方式是將過剩的可再生能源用于制氫，例如大量過剩的風能和太陽能。但是，工業和運輸等行業的轉型，需要確保氫的大量穩定供應。鑒于可再生資源的間歇性以及未來對氫的巨大需求，使用可再生電力滿足制氫需求是否是最具成本效益的路徑?這一問題值得深思。

歐洲原子能論壇認為，歐盟對制氫項目采取技術中立原則至關重要。歐盟的最終目標是幫助所有行業脫碳，因此氫能戰略必須支持所有低碳項目，而不是強調制氫能使用哪種能源。這就是論壇支持根據碳排放強度對相關技術進行分類的原因。

使用核能進行低碳制氫

歐盟已建設一些制氫設施，但大部分使用的是化石燃料，并且沒有配套的碳捕集與封存設施。這意味著這些設施生產的氫不能被認為是低碳的。同時，一些設施利用電解池制氫，即利用低碳電力對水進行電解。雖然電解槽制氫被認為是一項成熟的技術，能夠替代化石燃料制氫。但這一技術的大規模應用還面臨嚴峻挑戰。全球制氫電解槽產能目前僅為25兆瓦。

從經濟角度來看，最理想情況是電解槽能夠連續運行，而不是間歇式運行。這就是需要保障穩定低碳電力供應的重要原因。雖然使用可再生能源也是一個可行方案，但核能可以持續提供電力，保障電解槽每周七天每天24小時連續運行。保障電解槽連續運行，目前兩種方案可供選擇。

第一，如果低碳電力供應充足，可以將電解槽直接與電網相連。法國、瑞典和芬蘭等國采用這種方案制氫可以被認為是低碳的，因為這些國家的核電份額很高。第二，直接將電解槽與核電廠相連。這一方案在技術上和經濟上都是可行的，而且還帶來了額外的好處，即核電廠可以同時提供電解槽所需的電力和蒸汽。

歐洲正在推進多個核能制氫項目。例如，英國正在研究利用希舍姆核電廠在非用電高峰時期的發電量，采用傳統低溫電解方法制氫。

經濟考慮

目前，以采用天然氣并配套碳捕集和封存設施的方式制氫，成本為每千克氫1.3至2歐元之間(這方面的挑戰是碳捕獲與封存設施的大規模部署)。相比之下，電解制氫成本為每千克為2.6至9.5歐元。這意味著，如果能將成本降低50%，低碳電力制氫將具備經濟可行性。如果電解槽每年能運行3000至6000小時(相當于每年125至250天)，那么電解制氫將能夠更快實現盈利。事實上，正如前文所述的概念，如果電解槽能夠實現持續運行，則制氫成本會降低。

為向各行業提供廉價、充足的低碳氫，電解槽將需要能夠持續地獲得低碳電力供應。然而，可再生能源具有間歇性，無法保證持續供電。核能在這方面可提供完美解決方案，因為核能既是低碳，又是可持續運行的。此外，將電解槽與核電廠直接相連，能夠降低電網和稅收等方面的支出。

主要政策建議

為推進低碳制氫技術的發展，論壇提出了下述七條建議。

第一，認識到核能在《歐盟氫能戰略》中可以發揮的積極作用。

第二，應基于能量來源的全生命周期碳排放強度對制氫技術進行分類。

第三，為確保清潔氫能項目以更具經濟有競爭力的方式快速發展，應更多地關注經濟性和供應可靠性，因為這兩個問題都是實現工業化應用的關鍵所在。

第四，優先評估包括平準化度電成本(LCOE)和制氫平準化成本(LCOH)在內的全部智能系統成本，核技術亦在此列。

第五，支持所有低碳制氫項目的創新和研發。

第六，研究以前在歐洲和國際層面獲得的核能制氫成果，并將這些成果反映在《歐盟氫能戰略》中。

第七，加強《歐盟能源技術戰略規劃》(SET)行動、“歐洲地平線”(Horizon Europe)計劃和歐洲原子能共同體(Euratom)研發計劃在低碳制氫方面的協同。

(中核戰略規劃研究總院 伍浩松 戴定)