PDF Basket
Unia Europejska dąży obecnie do osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku. Sukces tych działań będzie w dużym stopniu uzależniony od dekarbonizacji gospodarki i skutecznej transformacji energetycznej. Oznacza to duże zapotrzebowanie na czyste i ekologiczne źródła energii.
Czysty wodór wytwarzany w wyniku rozszczepienia atomów wody na tlen i wodór może stanowić istotny czynnik przyczyniający się do osiągnięcia tego celu - dzięki niemu przemysł chemiczny i stalowy oraz szereg sektorów gospodarki, w tym transport i motoryzacja, mogą ograniczyć zużycie paliw kopalnych.
Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu NPHyCo postawił sobie za cel zweryfikowanie, czy elektrownie jądrowe eksploatowane obecnie w całej Europie mogą wytwarzać duże ilości czystego wodoru. W tym celu badacze przyjrzeli się opłacalności ekonomicznej, a także wykonalności technicznej i operacyjnej różnych metod produkcji wodoru.
„Oprócz zbadania wykonalności i opłacalności wytwarzania wodoru, opracowaliśmy również konfigurację instalacji pilotażowej i wybraliśmy obiekt, w którym zamierzamy przeprowadzić próbne wdrożenie w 2025 roku”, wyjaśnia Canet Serin, kierowniczka projektów w zakresie wodoru i magazynowania energii w spółce Framatome specjalizującej się w projektowaniu elektrowni jądrowych.
Wytwarzanie wodoru dzięki energii jądrowej
Wodór może być wytwarzany dzięki wykorzystaniu energii cieplnej i elektrycznej do rozszczepienia atomów wody, a także poprzez oddzielenie frakcji wodorowej paliw kopalnych.
„Energia jądrowa może odegrać pewną rolę w tym procesie, zastępując energię cieplną, a tym samym ograniczając emisje CO2 związane z tym procesem”, wyjaśnia Serin.
Prace zespołu projektu NPHyCo zaczęły się od analizy potrzeb zakładu produkcji wodoru. W tym celu badacze przyjrzeli się wyposażeniu, które potencjalny zakład mógłby współdzielić z elektrownią jądrową, a także możliwe interakcje obu placówek oraz kluczowe zagadnienia licencyjne, które należy wziąć pod uwagę w przypadku tego rodzaju projektu.
W ramach kolejnego etapu prac zespół zbadał popyt na wodór i ustalił, czy produkcja wodoru przez elektrownie jądrowe może przynieść jakiekolwiek korzyści. Ponadto badacze oszacowali potencjalne koszty związane z wdrożeniem zakładów produkcji wodoru, a także potencjalne strumienie przychodów ze sprzedaży niskoemisyjnego wodoru. Na koniec przeprowadzili porównanie ekonomiczne między produkcją wodoru przy pomocy elektrowni jądrowych i innych rozwiązań.
Wszystkie te ustalenia stanowią fundament pod potencjalny przyszły projekt pilotażowy.
„Opierając się na wynikach naszych obliczeń i szacunków, wykorzystanie technologii elektrolizy wody wydaje się być najlepszym rozwiązaniem, choć w niedalekiej przyszłości technologie elektrolizy parowej mogą okazać się bardziej przystępną opcją”, dodaje Serin.
Badacze zauważają, że nie wszystkie istniejące elektrownie jądrowe można połączyć z zakładami produkcji wodoru. Sukces integracji zależy od szeregu czynników, w tym wystarczającego popytu na wodór, sprawnej logistyki, wymagań zakładu produkcji wodoru i przewidywanego okresu eksploatacji elektrowni jądrowej.
Strategie neutralne technologicznie
Zespół projektu NPHyCo opracował szereg zaleceń opartych na dotychczasowych wynikach, które mogą przyspieszyć proces łączenia zakładów produkcji wodoru z elektrowniami jądrowymi.
Strategie rządów mają istotny wpływ na koszty wodoru w dłuższym ujęciu czasowym, a tym samym na opłacalność projektu. Opłaty za emisję dwutlenku węgla mogą na przykład zwiększyć konkurencyjność wodoru produkowanego w elektrowniach jądrowych.
„Strategia neutralności technologicznej, która wspiera wszystkie formy niskoemisyjnej produkcji wodoru, również odegra istotną rolę w tym procesie”, zauważa Serin. Zespół ma teraz nadzieję na pozyskanie dalszego finansowania, aby rozpocząć prace nad wdrożeniem pilotażowym.