2021年5月，歐洲原子能論壇（Foratom）發(fā)布《核能制氫—脫碳歐洲的關(guān)鍵低碳技術(shù)》報告，論述了核能在制氫領(lǐng)域能夠發(fā)揮的作用，并為推進(jìn)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(jīng)濟體實(shí)現凈零排放的宏大目標。為了實(shí)現這一目標，歐盟需要對能源、工業(yè)、運輸和建筑行業(yè)進(jìn)行大規模轉型。制氫是可以幫助歐洲實(shí)現這個(gè)目標的技術(shù)之一，但目前面臨兩個(gè)挑戰：一是實(shí)現真正的低碳制氫，二是實(shí)現氫在能源密集型行業(yè)中的廣泛應用。
政治環(huán)境
作為《歐洲綠色協(xié)議》的一部分，歐盟委員會(huì )2020年發(fā)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(yè)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(diǎn)關(guān)注可再生能源制氫項目。此戰略為制氫技術(shù)設立了一個(gè)低碳氫能類(lèi)別。雖然目前還在就核能進(jìn)行討論，但是核能肯定也會(huì )發(fā)揮重要作用。
目前的一種制氫方式是將過(guò)剩的可再生能源用于制氫，例如大量過(guò)剩的風(fēng)能和太陽(yáng)能。但是，工業(yè)和運輸等行業(yè)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(lái)對氫的巨大需求，使用可再生電力滿(mǎn)足制氫需求是否是最具成本效益的路徑？這一問(wèn)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(shù)中立原則至關(guān)重要。歐盟的最終目標是幫助所有行業(yè)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(guān)技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)的原因。
使用核能進(jìn)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(méi)有配套的碳捕集與封存設施。這意味著(zhù)這些設施生產(chǎn)的氫不能被認為是低碳的。同時(shí)，一些設施利用電解池制氫，即利用低碳電力對水進(jìn)行電解。雖然電解槽制氫被認為是一項成熟的技術(shù)，能夠替代化石燃料制氫。但這一技術(shù)的大規模應用還面臨嚴峻挑戰。全球制氫電解槽產(chǎn)能目前僅為25兆瓦。
從經(jīng)濟角度來(lái)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(gè)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(shí)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(wǎng)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(chǎng)相連。這一方案在技術(shù)上和經(jīng)濟上都是可行的，而且還帶來(lái)了額外的好處，即核電廠(chǎng)可以同時(shí)提供電解槽所需的電力和蒸汽。
歐洲正在推進(jìn)多個(gè)核能制氫項目。例如，英國正在研究利用希舍姆核電廠(chǎng)在非用電高峰時(shí)期的發(fā)電量，采用傳統低溫電解方法制氫。
經(jīng)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(zhù)，如果能將成本降低50%，低碳電力制氫將具備經(jīng)濟可行性。如果電解槽每年能運行3000至6000小時(shí)（相當于每年125至250天），那么電解制氫將能夠更快實(shí)現盈利。事實(shí)上，正如前文所述的概念，如果電解槽能夠實(shí)現持續運行，則制氫成本會(huì )降低。
為向各行業(yè)提供廉價(jià)、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(wú)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(chǎng)直接相連，能夠降低電網(wǎng)和稅收等方面的支出。
主要政策建議
為推進(jìn)低碳制氫技術(shù)的發(fā)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(fā)揮的積極作用。
第二，應基于能量來(lái)源的全生命周期碳排放強度對制氫技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)。
第三，為確保清潔氫能項目以更具經(jīng)濟有競爭力的方式快速發(fā)展，應更多地關(guān)注經(jīng)濟性和供應可靠性，因為這兩個(gè)問(wèn)題都是實(shí)現工業(yè)化應用的關(guān)鍵所在。
第四，優(yōu)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(shù)亦在此列。
第五，支持所有低碳制氫項目的創(chuàng )新和研發(fā)。
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(shù)戰略規劃》（SET）行動(dòng)、“歐洲地平線(xiàn)”（Horizon Europe）計劃和歐洲原子能共同體（Euratom）研發(fā)計劃在低碳制氫方面的協(xié)同。
論壇總干事伊夫·德巴澤耶表示，歐盟制訂了到2050年經(jīng)濟體實(shí)現凈零排放的宏大目標。為了實(shí)現這一目標，歐盟需要對能源、工業(yè)、運輸和建筑行業(yè)進(jìn)行大規模轉型。制氫是可以幫助歐洲實(shí)現這個(gè)目標的技術(shù)之一，但目前面臨兩個(gè)挑戰：一是實(shí)現真正的低碳制氫，二是實(shí)現氫在能源密集型行業(yè)中的廣泛應用。
政治環(huán)境
作為《歐洲綠色協(xié)議》的一部分，歐盟委員會(huì )2020年發(fā)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(yè)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(diǎn)關(guān)注可再生能源制氫項目。此戰略為制氫技術(shù)設立了一個(gè)低碳氫能類(lèi)別。雖然目前還在就核能進(jìn)行討論，但是核能肯定也會(huì )發(fā)揮重要作用。
目前的一種制氫方式是將過(guò)剩的可再生能源用于制氫，例如大量過(guò)剩的風(fēng)能和太陽(yáng)能。但是，工業(yè)和運輸等行業(yè)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(lái)對氫的巨大需求，使用可再生電力滿(mǎn)足制氫需求是否是最具成本效益的路徑？這一問(wèn)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(shù)中立原則至關(guān)重要。歐盟的最終目標是幫助所有行業(yè)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(guān)技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)的原因。
使用核能進(jìn)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(méi)有配套的碳捕集與封存設施。這意味著(zhù)這些設施生產(chǎn)的氫不能被認為是低碳的。同時(shí)，一些設施利用電解池制氫，即利用低碳電力對水進(jìn)行電解。雖然電解槽制氫被認為是一項成熟的技術(shù)，能夠替代化石燃料制氫。但這一技術(shù)的大規模應用還面臨嚴峻挑戰。全球制氫電解槽產(chǎn)能目前僅為25兆瓦。
從經(jīng)濟角度來(lái)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(gè)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(shí)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(wǎng)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(chǎng)相連。這一方案在技術(shù)上和經(jīng)濟上都是可行的，而且還帶來(lái)了額外的好處，即核電廠(chǎng)可以同時(shí)提供電解槽所需的電力和蒸汽。
歐洲正在推進(jìn)多個(gè)核能制氫項目。例如，英國正在研究利用希舍姆核電廠(chǎng)在非用電高峰時(shí)期的發(fā)電量，采用傳統低溫電解方法制氫。
經(jīng)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(zhù)，如果能將成本降低50%，低碳電力制氫將具備經(jīng)濟可行性。如果電解槽每年能運行3000至6000小時(shí)（相當于每年125至250天），那么電解制氫將能夠更快實(shí)現盈利。事實(shí)上，正如前文所述的概念，如果電解槽能夠實(shí)現持續運行，則制氫成本會(huì )降低。
為向各行業(yè)提供廉價(jià)、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(wú)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(chǎng)直接相連，能夠降低電網(wǎng)和稅收等方面的支出。
主要政策建議
為推進(jìn)低碳制氫技術(shù)的發(fā)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(fā)揮的積極作用。
第二，應基于能量來(lái)源的全生命周期碳排放強度對制氫技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)。
第三，為確保清潔氫能項目以更具經(jīng)濟有競爭力的方式快速發(fā)展，應更多地關(guān)注經(jīng)濟性和供應可靠性，因為這兩個(gè)問(wèn)題都是實(shí)現工業(yè)化應用的關(guān)鍵所在。
第四，優(yōu)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(shù)亦在此列。
第五，支持所有低碳制氫項目的創(chuàng )新和研發(fā)。
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(shù)戰略規劃》（SET）行動(dòng)、“歐洲地平線(xiàn)”（Horizon Europe）計劃和歐洲原子能共同體（Euratom）研發(fā)計劃在低碳制氫方面的協(xié)同。
