核能制氢—粉氢

核能是低碳、高效的一次能源，其使用的铀资源可循环再利用。经过半个多世纪的发展，人们已经掌握了日益先进、不断成熟的核能技术，成为当前人类大规模工业制氢的最佳选择。核能制氢是将核反应堆与先进制氢工艺耦合，进行氢的大规模生产。核能制氢具有不产生温室气体、以水为原料、高效率、大规模等优点，是未来氢气大规模供应的重要解决方案。

核能制氢原理

核能制氢就是利用核反应堆产生的热作为制氢的能源，通过选择合适的工艺，实现高效、大规模的制氢；同时减少甚至消除温室气体的排放。核能制氢原理示意如图所示。


核能制氢原理示意图

核能到氢能的转化途径较多，包括以水为原料经电解、热化学循环、高温蒸汽电解制氢，以硫化氢为原料裂解制氢，以天然气、煤、生物质为原料的热解制氢等。以水原料时，整个制氢工艺过程都不产生CO₂，基本可以消除温室气体排放；以其他原料制氢时只能减少碳排放。另外，利用核电电解水只是核能发电与传统电解的简单联合，仍属于核能发电领域，一般不视为真正意义上的核能制氢技术。因此，以水为原料、全部或部分利用核热的热化学循环和高温蒸汽电解被认为是代表未来发展方向的核能制氢技术。



核能到氢能的转化途径


瑞典公司将利用核反应堆制氢



绿色能源革命正在影响能源生产项目，核能制氢也成为国外众多国家开始试验的一大制氢方式。近日，瑞典研究人员开发出一种核能制氢方式，以最大限度减少污染。

利用核能发电电解水制氢，会得到“粉氢”。瑞典能源研究人员正在钻研粉氢的可持续性，因为利用核能制氢会给环境带来放射性危害。

核能也有其显著的优点，核能发电向大气中排放的温室气体几乎为零；此外，核能正成为化石燃料的替代品，并且核能的低成本也为人所青睐。相比之下，核能也具有显著竞争力，尤其在制氢上。
能源公司Uniper和Fortum正在开发更可持续的核能，将旧的反应堆用于生产氢。瑞典奥斯卡山1号和2号反应堆在过去10年关闭，专业人士开始使用这些设施的电解能力来制造低冲击氢。

传统的制氢方法是不可持续的，因为它们依赖于天然气和煤炭。自从全球组织制定净零排放目标以来，能源专业人士已经减少了对化石燃料的依赖。相反，他们使用核能驱动的高温牵引器来制氢。

科学家们还在开发利用甲烷热分解(TDM)的方法。个人可以使用核能来进行甲烷热解，并达到高温而不释放出气体。它还是一种高效的热导体，能将能量损失降至最低。

瑞典能源部门正在寻找可靠的能源，以减少国家的碳排放。专业人士评估粉红色氢与社会电力需求和传输负荷能力的兼容性。研究人员发现了核能发电的好处，这影响了瑞典的商业交易。

Uniper和Fortum拥有的一家核电站与商业天然气公司Linde签署了一项能源协议。该核电站将向林德提供粉氢，以满足消费者的需求。利用废弃的核反应堆生产粉色氢气可以减少物质浪费和温室气体排放。

许多国家正在发展清洁电网，以帮助实现其脱碳目标。他们正在寻找替代能源来支持电力需求，如果核能制氢步入正轨，粉氢或许会成为发展清洁电网中的一员。