Ядерна енергетика допоможе виробляти водень

Про те, що ж таке воднева енергетика і який зв’язок вона може мати з ядерною, цього тижня учасники спеціалізованого навчального курсу від Аргонської національної лабораторії говорили із науковцем ANL Річардом Вілімом.

Нині весь гуманний світ спрямовує свої сили на розвиток низьковуглецевих технологій, аби максимально зняти навантаження на екосистему у ракурсі боротьбі зі зміною клімату. Чистою енергія вважається тоді, коли у ході її виробництва не виділяється значної кількості вуглекислого газу. Методів отримання водню є три і два з них – низьковуглецеві.

Вчені називають водень паливом XXI ст. Безсумнівною перевагою є його необмежені сировинні запаси. Водень – найбільш поширений елемент, однак в природі він знаходиться у зв’язаному стані з іншими елементами, наприклад, з киснем у воді, вуглецем у метані. Для отримання водню необхідно затратити енергію, розірвавши хімічні зв’язки у вуглеводнях і воді, виділивши водень з реакційної суміші.

Як зазначає Річард Вілім, більшість нинішнього виробництва водню в США – близько 10 млн тонн на рік, у порівнянні зі світовим видобутком приблизно 90 млн тонн – відбувається за рахунок природного газу шляхом парового риформінгу метану.

Найбільш перспективним, але й найбільш енергоємним, є метод отримання водню з води шляхом електролізу. Щоб отримати кілограм водню таким методом, знадобиться 35 кВт/год електроенергії. Саме тому використання ядерної енергії для налагодження технології електролізу вирішує одне із важливих питань, що турбувало вчених багато десятиліть.

Оскільки ядерну енергетику справедливо віднесено до низьковуглецевої, то й виробництво водню за допомогою АЕС цілком заслужено можна назвати екологічним.

Міністерство енергетики США (DOE) бачить хороші перспективи у розвитку технології електролізу, оскільки для АЕС наявність додаткового навантаження, такого як електролізне виробництво водню, забезпечить роботу на стабільному рівні потужності. Програми підтримки, які започаткували у країні нещодавно, допоможуть прискорити прогрес впровадження такого виробництва, знизити вартість технології та збільшити використання водню як чистого енергоносія, а також нададуть можливість за десять років знизити вартість чистого водню до 1 долара США за 1 кілограм. Такою наразі є мета Департаменту енергетики США.

«На сьогодні у США на 4-ох чи 5-ти АЕС реалізуються пілотні проєкти з виробництва водню, однак говорити про промислове виробництво у великих обсягах поки що рано», – зазначає Річард Вілім.

Крім того, виробництво водню є однією з функціональних можливостей малих модульних реакторів. Звісно, їхня невелика потужність не зможе замінити інші види генерації виключно воднем, однак завдяки своїй модульній конструкції, простоті транспортування та можливості бути встановленим у найвіддаленіших районах за короткий термін робить їх потенційно цікавими для таких цілей.

Загалом, надана фахівцем Аргонської національної лабораторії інформація стала новою та цікавою для слухачів спеціалізованого навчального курсу. Участь у проєкті дала можливість доторкнутися до нових знань і цілком не виключено, що серед цих 13-ти юнаків та дівчат є ті, хто у майбутньому розвиватиме такі технології.

За інформацією ДНТЦ ЯРБ