2月18日，英国核工业协会（NIA）宣布其《氢能路线图》已获得英国核工业委员会（NIC）通过^[1]。路线图设定了到2050年英国核能制氢的目标，即1/3的氢需求（75太瓦时/年）由核能生产。《氢能路线图》概述了利用现有大型核电站以及未来小型模块化反应堆（SMR）大规模生产无碳氢（即绿氢）的主要途径，提出发展核能制氢、实现低成本绿氢的政策建议。关键要点如下。

一、核能制氢愿景目标

到2050年，英国有75太瓦时的氢由核能生产，约占总需求的1/3，达到上述产量约需12~13吉瓦的核能装机容量。

当前英国超过3/4的能源由化石燃料提供，根据气候变化委员会的分析，2050年氢能消费需达到225太瓦时，才能实现脱碳目标。英国“绿色工业革命10项计划”（Ten Point Plan）设定了到2030年低碳氢装机容量达到5吉瓦的目标，能够生产42太瓦时的氢气，约占2050年目标的20%，意味着2030~2050年期间绿氢生产能力需加速增长。

要实现这一宏伟目标，核能应成为英国绿氢的主要生产来源之一，其原因在于：①现有及在建核反应堆可以为冷水电解提供电力，在常温下生产绿氢，模块化反应堆也利用这一技术；②新型核反应堆的低碳热量可为水蒸气电解提供能量，从而更高效生产绿氢；③根据“绿色工业革命10项计划”的设想，正在开发的先进模块化反应堆（AMR）可在600℃~900℃下运行，因而可以进行高温水解制氢。

二、核能制氢途径及潜力

1、核能制低碳氢的主要途径

（1）冷水电解。通过核能为冷水电解提供电力，该过程已得到了小规模验证，在现有技术中成本最低。

（2）蒸汽电解。高温蒸汽电解温度约在600℃~1000℃，其能耗比冷水电解少1/3，有望实现更高效率。低温热也可提高电解效率，如150℃~200℃的低温热电解已被证明在技术上可行，其效率也高于冷水电解。

（3）热化学水解。利用先进模块化反应堆（AMR）产生的600℃~900℃热量，在使用化学催化剂的情况下可使水分解为氢气，且具备较高效率。现有反应堆无法产生足够高温用于该过程，但政府正开发AMR以支持该项应用。

（4）化石燃料重整。通过核能废热为化石燃料蒸汽重整制氢提供高温热，但需配备碳捕集和封存（CCS）设施。

2、核能制氢的潜力

目前，英国核工业供应链的能力可促进核能制氢的发展，如将核研究设施用于制氢化学和材料研究；短期内，政府应支持核能电解制氢示范项目，以探索核能制氢的快速部署机遇；长期内，政府可通过支持SMR和AMR进一步提高效率、降低成本，以促进此类核能制氢技术在商业上可行，并实现在2030年代初期进行示范的目标。此外，还可通过聚变能提供高品位热，英国政府已在核聚变发电原型“球形托卡马克能源计划”（STEP）第一阶段中投入了2.2亿英镑。

核能具有热电联产潜力，为构建灵活的脱碳系统增加了更多可能，如将核能输出为氢能，或是基于氢能生产合成燃料（如氨）。用于热电联产或专用于制氢的反应堆可在棕地上建造，如废弃化石燃料电厂和退役核电站等。AMR可建造在大型工厂附近用于制氢，尤其适用于难以通过电气化脱碳的行业，如钢铁业等。

3、核能制氢的经济优势

基于上述举措，核能制氢可在如下方面改善制氢经济性：

（1）提供可靠、稳定的零碳电力，确保电解槽全年都能实现高负荷率，从而降低制氢成本；

（2）通过加热提高氢电解生产效率，以相同成本实现更高产量；

（3）未来核反应堆的低碳热以及电力可扩大核能制氢工业用途；

（4）通过使用核能产生的热力和电力，将部分核能设施的用途在支持氢能生产和满足电力需求之间切换，有可能降低系统成本。

三、促进核能制氢部署的政策建议

当前绿氢不具备成本竞争力，尤其在许多并未实施碳定价的地方。通过实行鼓励投资的举措，可促进核能制氢的部署。

1、通过氢能战略促进核能制氢：将核能制氢划为绿氢范围；将零碳发电生产绿氢作为首选方案；从灰氢（化石燃料制氢）向绿氢过渡。

2、政府应根据先前承诺，在氢能咨询委员会中加入核工业界代表，以确保将核能制氢纳入英国氢经济的总体构想中。

3、以本路线图的核能制氢愿景为战略目标，促进行业创新。

4、通过系统性基础设施挑战分析，确定电气化的最大程度以及氢气的应用范围，以明确部署氢能的主要挑战。

5、采取核能制氢和其他绿氢的投资激励措施，以推动创新和降低成本。包括：①设立拨款及资助计划，鼓励研究和开发，以降低电解槽的成本。②引入新型融资模式以降低核项目相关的资本成本，降低其发电价格。可以通过政府直接融资或其他融资模式实现，如受监管资产基础（RAB）。③政府应与英国天然气电力市场办公室（Ofgem）合作，探索一项新方案，对零碳发电实行限制性付款，逐步限制发电的同时支持制氢。作为参考，对波动性可再生能源的限制性付款在2019年达到近4.5亿英镑。通过该方法，可将清洁能源转移到制氢，而非在供应过剩时关闭设施。④建立积极的碳定价体系，以支持英国净零排放目标。⑤解决核能制氢不受英国“可再生交通燃料义务法”（RTFO）支持的问题。⑥将各种核能制氢形式均纳入最近宣布的净零氢生产基金。⑦制定AMR开发时间表，包括氢气生产技术的示范，提供为期5年的研发资助，以确保稳定的技术开发。                   （岳芳）