Атомная вытворчасць вадароду шырока лічыцца пераважным метадам для буйнамаштабнай вытворчасці вадароду, але, здаецца, яна развіваецца павольна. Дык што ж такое ядзерная вытворчасць вадароду?
Вытворчасць ядзернага вадароду, гэта значыць ядзерны рэактар у спалучэнні з перадавым працэсам вытворчасці вадароду, для масавай вытворчасці вадароду. Вытворчасць вадароду з ядзернай энергіі мае перавагі адсутнасці парніковых газаў, вады ў якасці сыравіны, высокай эфектыўнасці і вялікіх маштабаў, таму яна з'яўляецца важным рашэннем для буйнамаштабных паставак вадароду ў будучыні. Паводле ацэнак МАГАТЭ, невялікі рэактар магутнасцю 250 МВт можа вырабляць 50 тон вадароду ў дзень з выкарыстаннем высокатэмпературных ядзерных рэакцый.
Прынцып вытворчасці вадароду ў ядзернай энергетыцы заключаецца ў выкарыстанні цяпла, якое выпрацоўваецца ядзерным рэактарам, у якасці крыніцы энергіі для вытворчасці вадароду, а таксама ў рэалізацыі эфектыўнай і маштабнай вытворчасці вадароду шляхам выбару адпаведнай тэхналогіі. А таксама ў скарачэнні або нават ліквідацыі выкідаў парніковых газаў. Схема вытворчасці вадароду з ядзернай энергіі паказана на малюнку.
Існуе мноства спосабаў пераўтварэння ядзернай энергіі ў вадародную, у тым ліку выкарыстанне вады ў якасці сыравіны шляхам электролізу, тэрмахімічнага цыклу, атрымання вадароду пры высокатэмпературным паравым электролізе, серавадароду ў якасці сыравіны для крэкінгу вадароду, прыроднага газу, вугалю, біямасы ў якасці сыравіны для піролізу вадароду і г.д. Пры выкарыстанні вады ў якасці сыравіны ўвесь працэс вытворчасці вадароду не выпрацоўвае CO₂, што можа ў асноўным ліквідаваць выкіды парніковых газаў; вытворчасць вадароду з іншых крыніц толькі памяншае выкіды вугляроду. Акрамя таго, выкарыстанне вады для ядзернага электролізу - гэта простае спалучэнне вытворчасці ядзернай энергіі і традыцыйнага электролізу, які ўсё яшчэ належыць да галіны вытворчасці ядзернай энергіі і звычайна не лічыцца сапраўднай тэхналогіяй вытворчасці ядзернага вадароду. Такім чынам, тэрмахімічны цыкл з вадой у якасці сыравіны, поўнае або частковае выкарыстанне ядзернага цяпла і высокатэмпературны паравы электроліз лічацца будучым кірункам тэхналогіі вытворчасці ядзернага вадароду.
У цяперашні час існуе два асноўныя спосабы атрымання вадароду ў ядзернай энергетыцы: электралітычная вытворчасць вадароду з вады і тэрмахімічная вытворчасць вадароду. Ядзерныя рэактары забяспечваюць электрычнай энергіяй і цеплавой энергіяй адпаведна для двух вышэйзгаданых спосабаў вытворчасці вадароду.
Электроліз вады для атрымання вадароду — гэта выкарыстанне ядзернай энергіі для выпрацоўкі электрычнасці, а затым раскладанне вады на вадарод з дапамогай электралітычнай прылады для атрымання вады. Атрыманне вадароду з дапамогай электралітычнай вады — гэта адносна прамы метад вытворчасці вадароду, але эфектыўнасць вытворчасці вадароду гэтым метадам (55% ~ 60%) нізкая, і нават калі ў ЗША ўжываецца самая перадавая тэхналогія электролізу вады SPE, эфектыўнасць электралізу павялічваецца да 90%. Але паколькі большасць атамных электрастанцый у цяперашні час пераўтвараюць цяпло ў электрычнасць толькі з эфектыўнасцю каля 35%, канчатковы агульны ККД вытворчасці вадароду з дапамогай электролізу вады ў ядзернай энергетыцы складае толькі 30%.
Тэрмахімічная вытворчасць вадароду заснавана на тэрмахімічным цыкле, які аб'ядноўвае ядзерны рэактар з прыладай для вытворчасці вадароду з тэрмахімічным цыклам, выкарыстоўваючы высокую тэмпературу, якая забяспечваецца ядзерным рэактарам, у якасці крыніцы цяпла, так што вада каталізуе тэрмічнае раскладанне пры тэмпературы ад 800℃ да 1000℃, з мэтай атрымання вадароду і кіслароду. У параўнанні з электралітычнай вытворчасцю вадароду з вады, эфектыўнасць тэрмахімічнай вытворчасці вадароду вышэйшая, агульны ККД, як чакаецца, дасягне больш за 50%, а кошт ніжэйшы.
Час публікацыі: 28 лютага 2023 г.