Ядролық сутегі өндірісі дегеніміз не?

Ядролық сутегі өндірісі кеңінен кеңінен сутегі өндірісінің ең қолайлы әдісі болып саналады, бірақ ол баяу дамып келе жатқан сияқты. Сонымен, ядролық сутегі өндірісі дегеніміз не?

Ядролық сутегі өндірісі, яғни ядролық реактор сутегін жаппай өндіруге арналған озық сутегі өндірісі процесімен біріктірілген. Ядролық энергиядан сутегі өндірісінің артықшылықтары парниктік газдардың болмауы, шикізат ретінде су, жоғары тиімділік және ауқымдылық болып табылады, сондықтан бұл болашақта сутегін ауқымды жеткізу үшін маңызды шешім болып табылады. МАГАТЭ бағалауы бойынша, шағын 250 МВт реактор жоғары температуралы ядролық реакцияларды қолдана отырып, күніне 50 тонна сутегі өндіре алады.

Ядролық энергияда сутегі өндірісінің принципі - ядролық реактор шығаратын жылуды сутегі өндірісі үшін энергия көзі ретінде пайдалану және тиісті технологияны таңдау арқылы тиімді және кең көлемді сутегі өндірісін жүзеге асыру. Сондай-ақ парниктік газдар шығарындыларын азайту немесе тіпті жою. Ядролық энергиядан сутегі өндірісінің схемалық диаграммасы суретте көрсетілген.

Ядролық энергияны сутегі энергиясына айналдырудың көптеген жолдары бар, соның ішінде суды шикізат ретінде электролиз, термохимиялық цикл, жоғары температуралы бу электролизі, сутегі өндірісі, күкіртсутегін шикізат ретінде крекинг сутегі өндірісі, табиғи газ, көмір, биомасса шикізат ретінде пиролиз сутегі өндірісі және т.б. Суды шикізат ретінде пайдаланған кезде, сутегі өндірісінің бүкіл процесі CO₂ шығармайды, бұл негізінен парниктік газдар шығарындыларын жоя алады; басқа көздерден сутегі өндіру тек көміртегі шығарындыларын азайтады. Сонымен қатар, ядролық электролиз суын пайдалану - бұл ядролық энергия өндіру мен дәстүрлі электролиздің қарапайым үйлесімі, ол әлі де ядролық энергия өндіру саласына жатады және әдетте шынайы ядролық сутегі өндірісі технологиясы ретінде қарастырылмайды. Сондықтан, суды шикізат ретінде пайдаланатын термохимиялық цикл, ядролық жылуды толық немесе ішінара пайдалану және жоғары температуралы бу электролизі ядролық сутегі өндірісі технологиясының болашақ бағытын білдіреді деп саналады.

Қазіргі уақытта ядролық энергетикада сутегі өндірудің екі негізгі жолы бар: электролиттік судағы сутегі өндіру және термохимиялық сутегі өндіру. Ядролық реакторлар сутегі өндірудің жоғарыда аталған екі жолы үшін сәйкесінше электр энергиясын және жылу энергиясын береді.

Сутек алу үшін суды электролиздеу - бұл ядролық энергияны пайдаланып электр энергиясын өндіру, содан кейін су электролиздік құрылғы арқылы суды сутегіге ыдырату. Электролиттік сумен сутек өндіру салыстырмалы түрде тікелей сутек өндіру әдісі болып табылады, бірақ бұл әдістің сутек өндіру тиімділігі (55% ~ 60%) төмен, тіпті Америка Құрама Штаттарында ең озық SPE су электролизі технологиясы қолданылса да, электролиттік тиімділік 90%-ға дейін артады. Бірақ қазіргі уақытта көптеген атом электр станциялары жылуды тек шамамен 35% тиімділікпен электр энергиясына айналдыратындықтан, ядролық энергиядағы су электролизінен сутек өндірудің соңғы жалпы тиімділігі тек 30%-ды құрайды.

Термиялық-химиялық сутегі өндірісі термиялық-химиялық циклге негізделген, ядролық реакторды термиялық-химиялық циклді сутегі өндірісі құрылғысымен байланыстырады, ядролық реактор қамтамасыз ететін жоғары температураны жылу көзі ретінде пайдаланады, осылайша су 800℃-ден 1000℃-қа дейін термиялық ыдырауды катализдейді, осылайша сутегі мен оттегі өндіріледі. Электролиттік сутегі өндірісімен салыстырғанда, термиялық-химиялық сутегі өндірісінің тиімділігі жоғары, жалпы тиімділік 50%-дан асады деп күтілуде, ал құны төмен.