核能制氢

氢能是未来最有希望大规模使用的清洁能源；核能代表高效、低耗、环保和清洁。核能制氢将两者结合起来大规模生产氢气，这是未来大量氢气供应的重要解决方案，并为可持续发展和氢经济开辟了新的道路。

目前，美国、日本、韩国、法国和其他国家正在研究核能制氢。中国200MW高温气冷堆商业示范电站建设已被列为国家重要科技项目，被认为最有可能突破核制氢反应堆类型。

核能制氢基础

核能是一种低碳、高效的一次能源，其铀资源可以循环利用。经过半个多世纪的发展，人们掌握了日益先进和成熟的核能技术，成为人类大规模工业制氢的最佳选择。核能制氢是通过将核反应堆与先进的制氢工艺相结合来大规模生产氢气。核能制氢具有不产生温室气体、以水为原料、效率高、规模大的优点，是未来大量氢气供应的重要解决方案。

目前，核能制氢主要有两种方式：电解制氢和热化学制氢。核反应堆为上述两种制氢提供电能和热能。

电解水制氢利用核能发电，然后通过电解水装置将水分解成氢气。电解水制氢是一种相对直接的制氢方法，但这种方法的制氢效率（55%~60%）相对较低。即使采用美国最先进的SPE电解水技术，电解效率也将达到90%。然而，目前大多数核电站的热电转换效率仅为35%左右，因此核水电解制氢的最终总效率仅为30%。

热化学制氢以热化学循环为基础，将核反应堆与热化学循环制氢装置耦合，利用核反应堆提供的高温作为热源，催化水在800℃至1000℃的热分解，产生氢气和氧气。与电解制氢相比，热化学制氢的效率更高，总体效率有望达到50%以上，成本更低。

我国核能氢的研究现状及产业布局

中国的核能制氢项目始于“十一五”。对主流工艺的原始热化学循环和高温蒸汽电解制氢进行了研究，并进行了初步运行试验。“十二五”期间，国家重大科技专项“先进压水堆和高温气冷堆核电站”立项，掌握碘硫循环和高温蒸汽电解关键技术。

在国家“863”计划的支持下，清华大学核能与新能源技术研究所（INET）于2001年建造了一座气冷10MW高温反应堆（HTR-10），并于2003年达到满功率运行。

200MW高温气冷堆商业示范电厂建设项目已被列为国家重要科技项目，预计2021建成投产。它将具备核能制氢的先决条件，并在高温气冷反应堆技术领域占据世界领先地位。核能制氢技术的研究也被列为一项特殊的研发项目，目前正在进行第三阶段的研究。

总的来说，目前的技术已经基本完成了可行性研究和测试，一般处于从实验室到试点的过渡阶段。在下一阶段，应审查与技术应用有关的关键技术，如技术材料和关键设备。