目前，規模化生產氫氣的最理想方法是天然氣+水蒸氣進行轉化?，F在，全球48%的氫氣產量是通過這種方式生產的。在1mol甲烷與2mol水能釋放出4mol的氫氣。因此，蒸汽轉化是從天然氣中生產氫氣的最有利的方法，盡管它需要相對較高的能源成本，即每將1mol甲烷轉化為4mol氫氣需要200kJ能量。

在核電設施中，天然氣轉化為氫氣需要820-850℃左右的高溫，只有具備氣體冷卻劑的高溫核反應堆才能滿足該條件。一些國家正在研制這種反應堆，但至今尚未達到工業化水平。采用鈉冷卻劑的BN-600和BN-800的商用快中子反應堆已在俄羅斯成功運行。這兩臺機組運行時，堆芯一次冷卻回路輸出的液態鈉溫度不超過550℃。目前，BN系列僅用于發電。一旦解決了其他技術和商業問題，在不久的將來，似乎有可能將其用于工業制氫。然而，由于現有技術下鈉反應器中冷卻劑溫度范圍的限制，該技術尚不能用于天然氣+水蒸氣制氫。

本文提出基于BN系列反應器，用一臺蒸汽發生器輸出的中溫水蒸氣，送至鄰近的化學反應器，將蒸汽與外部提供的天然氣混合，隨后利用電能將汽-氣混合物加熱至反應溫度。BN-600動力裝置每年運行280天，如果在這段時間內，BN-600反應器中的水蒸氣和天然氣以每秒10立方米左右的流量供應給化工轉爐反應器，考慮到損耗，每年可生產多達5億立方米的氫氣。同時，在現有工業甲烷轉化技術框架下，天然氣燃燒產生蒸汽和加熱氣-汽混合物過程中向大氣中排放的二氧化碳量也將減少。計算結果表明，這樣可以減少13萬噸二氧化碳排放，相當于俄羅斯每年向大氣中排放二氧化碳的約0.01%。

然而，擬議的氫氣生產方案設想對BN-600和BN-800發電機組的設計進行改造，包括將其中一個蒸汽發生器中的水蒸氣引至化學轉化器。但是，未來10年BN系列主要仍以發電為主，制氫與這一目的相矛盾。

因此，還考慮了另一個實用的、更有吸引力的替代方案：只消耗BN-600、BN-800動力裝置和Beloyarskaya核電站夜間或夏季低負荷時段的電力，在化學轉爐反應器中生產氫氣。

目前，BN-600和BN-800發電機組僅用于基礎負荷，還不能滿足區域電網的要求。因此，在變負荷調度的條件下，應考慮在現場裝置中使用“額外”的電能，以保證核電動力裝置的可操縱性，更好地滿足區域電網的條件和要求。在這種情況下，在現場裝置中，當向其提供天然氣時，可以生產出氫氣，滿足工業和運輸的需要，也可以滿足核電站對燃料的需要。

20世紀80-90年代，德國在EVA II裝置開展了使用電力將甲烷轉化為合成氣的實踐。EVA Ⅱ裝置由30個相同的模塊組成，每個模塊都是一個高11.4米、直徑12厘米的轉化塔。甲烷和水蒸氣的混合物注入塔的上部，沿塔體從上向下，經過600-820℃的塔體，經催化劑轉化為合成氣后排出。對轉化塔的加熱是通過950℃、40atm、質量流量4kg/s的氦氣流吹氣。氦氣在一個封閉的回路中循環，將10兆瓦的電加熱器中產生的熱量傳遞給轉化塔的金屬外殼。系統中甲烷的消耗量為0.6kg/s，合成氣產量為1.234kg/s。

基于上述數據，要滿足BN-600動力裝置在夜間制取合成氣所需的“額外”功率(即基本功率(120MW)的20%左右)最多需要360個類似于EVA II的轉化塔。為了加熱7.2kg/s的甲烷-水蒸氣混合物，需要48kg/s的熱氦氣流。同時，合成氣的產量可達14.8kg/s，氫氣的產量可達1.7kg/s。

在BN-600和BN-800動力裝置的基礎上，通過甲烷和蒸汽轉化生產氫氣，成為俄羅斯制氫的主要技術路線之一。據估計，現在全世界每年生產的氫氣高達5000億立方米。Beloyarskaya核電站年產氫量可達到約1億立方米，約占全球年產氫量的0.02%。由此產生的氫氣可用于工業和運輸的需要，也可用于核電站的需要。同時，生產1立方米氫氣所需的天然氣和電力的單位成本將不超過2美元。

在俄羅斯，大規模氫氣需求來自化工和冶金工業。在歐洲、美國和日本，自本世紀初以來，部分公路運輸已呈現出氫能驅動的趨勢。在這方面，氫氣呈現出廣闊的出口前景。使用煤炭和烴類燃料產生的二氧化碳等溫室氣體(GHG)排放量最大。逐步減少含碳燃料使用，用氫燃料深度替代碳燃料，是氫能生態概念的基礎。

根據國際能源署(IEA)的數據，自1971年以來，全球核電站排放了560億噸二氧化碳。氫氣被認為是理想的清潔能源載體。其在釋放和儲存能量時，不會產生溫室氣體。但是，其熱值很小，約為烴燃料熱值的一半。

在自然界中，游離狀態的氫幾乎不存在。氫氣的生產需要使用一次能源。這些生產方法大多是利用熱能或電能分解水分子。水的分解需要123兆焦才能產生1千克氫氣，同時需要2500℃以上的極端溫度。為了降低水熱解溫度，科學家正在研究高溫電解和其他可行技術。

熱化學循環通過化學反應產生氫氣，生成氫氣和其他一些副產物。著名的蒸汽甲烷重整是熱化學循環的典型例子。分裂水和甲烷所需要輸入的能量要少得多，約206kJ能產生6g氫氣。能量以熱的形式提供，一般為820-850℃。核氫的生產將集中在非化石制氫上。

在俄羅斯，每年生產的氫氣多達2萬噸，主要滿足石油(每天不超過20噸)、機械制造和金屬加工(每天不超過20噸)和其他需要(每天不超過10噸)。作為主要技術，采用在水生環境中把甲烷轉化為氫氣。在這種情況下，生產1公斤氫氣的同時，會向大氣中釋放2.27公斤二氧化碳。因此，與氫氣生產有關的年度溫室氣體排放總量將超過40,000噸。

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