近日，某媒体上发表的一篇文章认为，核能制氢将是大规模且高效发展清洁氢经济的唯一选择。
目前工业氢并不低碳
作者首先指出，氢能的低碳与否取决于制氢方式，世界上绝大多数（估算超过95％）的工业氢是使用蒸汽甲烷重整工艺（SMR）生产的，制氢生成的一氧化碳随后会进行水煤气反应产生额外的二氧化碳。实际上，与甲烷燃烧制氢相比，使用SMR制氢产生的碳更多。
使用这种方法制氢是因为它在大规模制氢时相比其他制氢方式成本最低。
灰氢、蓝氢与绿氢的现状
灰氢指使用化石燃料制取的氢气，而这也包括了通过SMR工艺制取的氢。
然而，如果对此过程中产生的二氧化碳进行捕捉并隔离或用于其他目的，能够降低碳排放，这样制取的氢气就是蓝氢。蓝氢可以使用化石燃料制取，也可以通过核能制取。
绿氢是使用可再生资源生产、制取过程零碳排放的氢气，是氢经济的理想愿景，但是到目前为止，这一愿景的实现仍面临着困难。
绿氢的最大问题是成本。它还不够经济高效，无法使用不稳定、间歇的可再生能源生产氢气，这意味着制氢设备仅能在很短的一段时间里充分地被利用，因此产生了多余的成本。绿氢的生产成本大约是SMR制氢成本的两倍，但制取绿氢的碳排放相比灰氢降低了约80％。
选择核能制氢的理由
氢经济的建设需要大量的氢，这给予了核能制氢光明的发展前景。
核能制氢有两种方式。首先是简单地使用核能发电，然后进行电解水制氢。这与生产绿氢的方式相同，只是在这种情况下，电解水制氢使用核电的容量系数（capacity factor）为90％，而使用可再生能源的容量系数为20％至40％。这降低了制氢的成本。
《应用能源》（Applied Energy）于2020年发表的一篇论文通过多种不同的方法估算了各种制氢方式的碳排放，并得出结论，通过核电制氢的碳排放与可再生能源制氢相当。
但是，通过这种途径制氢的成本仍然很高。据估计，其成本与可再生能源制氢相当，主要原因在于电解水效率不足。
图为纽约北部Indian Point核电站
核能制氢的另一种方式更加经济，即甲烷热分解（TDM）或简称为甲烷热解。
在非催化过程中，甲烷热解仅在1100–1200°C以上的温度下发生。这意味着对能量的要求很高。但是，催化剂可以降低温度的要求。使用镍催化剂后，在500-700°C的温度范围内即可热解，使用铁催化剂则需要700-900°C进行热解。
这种方式制氢的成本可以与SMR竞争，其中有两个因素。其一，此过程中产生的碳是纯固体碳或炭黑。
固体碳的捕捉和利用比捕获和隔离二氧化碳要简单得多，比如说用于生产碳纤维。碳纤维可作为工业材料使用，并且这种情况下，它基本上是免费的副产品。
其二，热解所需的高温可以由核电厂直接提供，而不需将热量转换为电能并从中产生能量损失。
“Terrestrial Energy公司的IMSR等先进的高温核系统可以低成本地提供热能。”Terrestrial Energy公司的首席技术官David LeBlanc博士说，“使用核能进行甲烷热解的一个关键优势在于，它制氢的能量需求极低，几乎比水电解低8倍，而产生的氢能比低温电解水高出几倍。”
如果我们想要发展大规模的清洁氢经济，必须认真考虑利用核能制氢。这是唯一可以大规模部署且高效的低碳制氢方式。
