Защо водородът се нуждае от ядрена енергия, за да успее?

[ad_1]

За да може водородът без въглерод да играе важна роля в декарбонизацията, той ще трябва да се произвежда в големи количества и на ниска цена, за да се конкурира с въглеводородите. В бъдеща енергийна система, силно зависима от периодично възобновяеми енергийни източници, водородът вероятно ще намери икономически изгодна употреба в акумулатори на енергия за балансиране на мрежата.

Въпреки това, за да възникне действителна „водородна икономика“, водородът ще трябва да се разшири в така наречените „трудно намаляващи“ сектори, където се случват голяма част от въглеродните емисии. Водородът за директна топлина в промишлеността и горивата, получени от водород (синтетични горива като амоняк и синтетични въглеводородни горива, произведени от водород и CO2), биха изместили течните въглеводороди, използвани сега в тежката промишленост (цимент, химикали, стомана), тежко корабоплаване, и авиацията.

Международната енергийна агенция – IEA, смята тази промяна за необходима, за да се постигне неутралитет на въглерода в глобалната енергийна система. В сценария на Агенцията за устойчиво развитие, емисиите в индустриалния и транспортния сектор остават упорито високи през 2040 г., далеч надхвърляйки тези в енергийния сектор, където настъпват значителни намаления (които ще позволят действителни отрицателни емисии до 2070 г.).

Сценарият на IEA предвижда, че водородът, амонякът и синтетичните горива ще съставляват 1,5% от световното потребление на енергия през 2040 г., но нарастват до почти 10% през 2070 г., тъй като въглеводородните горива отчитат рязък спад. Но агенцията не посочва ясен път към този резултат.

Някои предприемачи твърдят, че вече могат да предоставят водород без въглерод на цена от 2 долара за кг. Но други предвиждат, че се изисква много по-стръмен спад, за да се стигне до към 0,90 долара / кг за горива на основата на водород, които да заменят течните горива в голям мащаб в авиационния и корабоплавателния сектор. Не е ясно дали това може да бъде постигнато дори до средата на века, което кара много наблюдатели да призовават за различни форми на въглероден данък, за да направят чистия водород жизнеспособен.

Във всеки случай постигането на по-ниските ценови точки ще изисква иновации, включително иновации в ядрената енергетика. Бъдещето на зеления водород може да зависи от научните изследвания и иновациите, които се случват сега в модерни реактори и ядрени горива в САЩ и други страни.

Електричеството и топлината на атомната централа могат да задвижват електролизата за производство на безвъглероден водород. Концепцията едва започва да се демонстрира в съществуващите реактори за лека вода в САЩ.

Изследователите също така разглеждат използването на реактори с лека вода за високотемпературна парна електролиза, което предлага предимства в ефективността пред електролизата на водата с по-ниска температура. Това ще изисква увеличаване на топлината, произведена от централата, за да достигне температурите, необходими за по-ефективна електролиза на пара.

Този подход може да се окаже жизнеспособен, докато продължава развитието на модерни високотемпературни реактори. Междувременно продължава и развитието на малки модулни реактори, които потенциално да произвеждат електричество за нискотемпературна електролиза.

Голяма част от изследванията в САЩ се провеждат чрез програми в Националната лаборатория на Айдахо (INL), която е водещата национална лаборатория за изследвания, разработка и демонстрация на ядрена енергия. INL работи с корпоративни партньори по множество проекти, включително демонстрация на технология за електролиза, работеща в момента с ядрени централи с лека вода.

Кирсти Гоган, която е управляващ партньор в консултантската компания LucidCatalyst във Великобритания, заявява, че според изчисленията на нейната фирма, целевата цена от 0,90 долара / кг може да бъде достигната до 2030 г. В този случай терминът се отнася до колекции от малки модулни реактори.

Препоръчва се „ново поколение усъвършенствани източници на топлина“, които всъщност са модерни модулни реактори, които захранват електролизата с топлина. И те твърдят, че производството на такива реактори може да се осъществи в голям брой и производството им да е икономически изгодно, особено ако се разположи в или близо до пристанища и корабостроителници.



[ad_2]

Source link