ЕЛЕКТРОПРОИЗВОДСТВО – on line

АЕЦ Козлодуй - данни за електропроизводството

Генерация и товар на ЕЕС в реално време


Ядрените технологии могат ефективно да се прилагат при производството на водород

18.10.2020

 Водородът е най-разпространеният химичен елемент във Вселената, но производството му в чиста форма за различни индустриални процеси е енергоемко и със значителен въглероден отпечатък. Според МААЕ глобалното търсене на водород се е увеличило повече от три пъти от 1975 г. насам.

„Почти 95% от настоящото търсене на водород се задоволява чрез използване на въглерод-интензивни индустриални процеси, като парообразуване на метан. Това е неприемливо в светлината на глобалния преход към чиста енергия, особено като се има предвид, че търсенето вече е голямо и нараства“, каза Ибрахим Хамис. Старши ядрен инженер, МААЕ.

Приложение на водорода

Водородът се използва в промишлени процеси, вариращи от синтетични горива и нефтохимикали до полупроводници и захранване на електрически превозни средства с горивни клетки. За да се намали въздействието върху околната среда на годишното производство на повече от 70 милиона тона водород, някои страни се обръщат към ядрената енергетика.

„Ако например само 4% от настоящото производство на водород се преобразува в електричество, генерирано от ядрени източници, това би намалило емисиите на въглероден диоксид с 60 милиона тона годишно“, каза Хамис. „И ако целият водород се произвежда с помощта на ядрена енергия, тогава говорим за елиминиране на повече от 500 милиона тона емисии на въглероден диоксид годишно.“

Ядрената енергетика и производството на водород

Ядрените енергийни реактори могат да бъдат съчетани с инсталация за производство на водород за ефективно производство на енергия и водород като система за когенерация. За производството на водород когенерационната система е оборудвана с компоненти за електролиза или термохимични процеси.

Електролизата е процес на индуциране на разделянето на водните молекули с помощта на постоянен електрически ток, произвеждащ както водород, така и кислород.
Водната електролиза работи при относително ниски температури между 80 °C и 120 °C, докато парната електролиза работи при много по-високи температури и следователно е по-ефективна.
Парна електролиза може да бъде идеално подходяща за интеграция с модерни високотемпературни атомни електроцентрали, тъй като процесът изисква подаване на топлина при температури между 700 °C и 950 °C.

Термохимичните процеси могат да произведат водород, причинявайки химични реакции с определени съединения при високи температури да разграждат водните молекули. Съвременните ядрени реактори, способни да работят при много високи температури, също могат да се използват за генериране на топлина за тези процеси.

„Производството на водород, използващо сярно-йодния цикъл, по-специално има голям потенциал за увеличаване на устойчивата и дългосрочна експлоатация“, каза Камис. „Разработването на този метод, използвайки японския дизайн на реактора HTTR и китайските HTR-PM 600 и HTR-10, е много обещаващо, а други изследователски инициативи продължават да постигат отличен напредък.“

Световният опит

В момента няколко държави въвеждат или проучват производството на водород, използвайки атомни електроцентрали, за да помогнат за декарбонизиране на енергийния, промишления и транспортния сектор. Този метод спомага за увеличаване на рентабилността на атомните електроцентрали.

Международната енергийна агенция подкрепя страни, заинтересовани от производството на водород, чрез инициативи, включително координирани изследователски проекти и технически срещи.
Програмата за икономическа оценка на водорода (HEEP), инструмент за оценка на икономиката на мащабното производство на водород в ядрена енергия, е разработена.
В началото на 2020 г. МААЕ пусна и курс за електронно обучение за производството на водород от ядрено комбинирано производство.

 

„Производството на водород с помощта на атомни електроцентрали има голям потенциал да допринесе за усилията за декарбонизация, но има редица въпроси, които трябва да бъдат разгледани първо, като например определяне на икономическата жизнеспособност на включването на производството на водород в по-широка енергийна стратегия“, каза Хамис.

„Производството на водород чрез термохимични процеси на водоразделяне изисква иновативни реактори, работещи при много високи температури, и тези реактори изостават на няколко години от внедряването.
По същия начин, сярно-йодният процес все още изисква допълнителни години изследвания и разработки, за да достигне търговски мащаб Лицензирането на ядрени енергийни системи, включващи неелектрически приложения, също може да бъде предизвикателство, добави той.

 

Атомната електроцентрала „Дейвис Бес“ в Охайо ще произвежда водород, използвайки ядрена енергия

 

САЩ – Проучване и тестване на проекта H2-@ – Scale

Инициативата H2-@ – Scale стартирана в началото на 2020 г. от Министерството на енергетиката на САЩ (DOE), проучва възможността за разработване на ядрени енергийни системи, които произвеждат водород в тандем с нисковъглеродна електроенергия.
Сред десетките проекти, финансирани по тази инициатива, един ще бъде реализиран от три американски търговски дружества в сътрудничество с Националната лаборатория по енергетика в Айдахо. Проектът ще включва проучвания за осъществимост, както и пилотни демонстрации на производство на водород в няколко атомни електроцентрали в САЩ.

Една от компаниите, участващи в проекта, Exelon, най-големият производител на нисковъглеродна енергия в Съединените щати, в момента предприема стъпки за инсталиране на една мегаватна полимерна мембранна електролиза и свързаната с нея инфраструктура в една от своите атомни електроцентрали.
Системата, която може да заработи до 2023 г., ще бъде използвана за демонстриране на икономическата жизнеспособност на електролитно произведения водород, за да отговори на нуждите на местната система за производство на електроенергия, както и бъдеща мащабируемост.

„Този проект ще играе важна роля, за да ни помогне да дефинираме бъдещето на производството на ядрен водород, включително как финансовите съображения биха могли да повлияят на дългосрочното широкомащабно производство на водород“, каза Скот Грийнли, старши вицепрезидент по инженерни и технически услуги в Exelon Generation. „Въвеждането на производството на водород от ядрена енергия може значително да увеличи устойчивостта на ядрената енергетика, тъй като планираме бъдеще с ниски въглеродни емисии.“

Великобритания

Оценките се извършват и във Великобритания. Инициатива с нестопанска цел в Обединеното кралство симулира цяла енергийна система и вече включва възможността за използване на модерна ядрена технология за производство на водород.
Това дава поглед към потенциално най-евтиния енергиен баланс, който може да осигури нетни нулеви емисии на парникови газове до 2050 г., а резултатите показват, че модерните ядрени технологии могат да играят роля в производството на водород заедно с други технологии.

„Въпреки че точната роля на водорода в Обединеното кралство остава да бъде определена, анализът на Комитета за изменение на климата и Министерството на бизнеса, енергетиката и промишлената стратегия показва, че до 2050 г. може да се наложи да внедрим около 270 тераватчаса нисковъглероден водород, въпреки че обемът може значително да се увеличи в зависимост от това за какви приложения в крайна сметка се използва водородът в топлинния, енергийния и транспортния сектор “, каза Филип Роджърс, старши стратегически и икономически съветник на Консултативния съвет за ядрени иновации и изследвания в Обединеното кралство.

Русия – Новата програма

През 2019 г. Русия стартира първата си инициатива за производство на ядрен водород. Програмата, реализирана от държавната корпорация за атомна енергия Rosatom, ще използва ядрена електролиза, както и термохимично производство с високотемпературни газово охлаждани реактори. Целта е да се произвеждат големи количества водород годишно и да се елиминират въглерод-интензивните производствени методи като реформинг на метан с пара.

Водородът ще се използва за вътрешно потребление и износ.
В момента се провежда проучване за осъществимост на износа на част от водорода за Япония.

„Тъй като търсенето на водород продължава да расте, благодарение отчасти на разширяването на индустрии като металообработването, производството на водород с ядрена енергия има потенциал да намали драстично въглеродните емисии, както и да увеличи рентабилността на ядрената енергия“, казва Антон Москвин, вицепрезидент по маркетинг и развитие на бизнеса Русатом отвъд океана.

Източник: http://www.energyland.info/news-show-tek-atom-204516

Tags:

Вашият коментар

Вашият email адрес няма да бъде публикуван Задължителните полета са отбелязани с *

*

Тема на седмицата

ЕС – Ядрената енергетика се изплъзва от Европа

Атомът тръгва от Запад на Изток, и това съществено променя ядрения отрасъл. Към такъв извод са склонни много от участниците в европейския ядрен форум,...

Още »

Приносът на ядрения отрасъл в икономиката на ЕС

СЪПРИЧАСТНОСТ към децата – аутисти

Търсене

БЪЛГАРСКАТА АТОМНА ЕНЕРГЕТИКА – НАЦИОНАЛНА, РЕГИОНАЛНА И СВЕТОВНА ЕНЕРГИЙНА СИГУРНОСТ-2020 няма да се проведе заради епидемията от COVID-19

Последни коментари