Nukleáris hidrogén termelés

Az Amerikai Energia Hivatal (U.S. Department of Energy) az Idaho Állami Kutatóközponttal (Idaho National Laboratory) szövetkezve három nukleáris erőművel jelölt ki arra a célra, hogy ipari méretekben indítsanak hidrogén próbatermelést ezeken a telephelyeken, írja az EnergyCentral. Amennyiben ezek a kísérletek sikeresnek bizonyulnak, a nukleáris energiatermelés új reneszánsza indulhat el, a hidrogén termelésből fakadó környezetvédelmi és gazdasági előnyökről nem is beszélve.

Davis-Besse atomerőmű. Forrás: wikipedia

A következő cégek vesznek részt a kezdeményezésben:

• Akron, az ohio-i FirstEnergy Solutions leányvállalata, és amely cég a jelenlegi fejlesztés hajtómotorja és a Davis-Besse atomerőmű üzemeltetője,
• Xcel Energy, egy Minneapolis-i energiavállalat, amely két Minnesota állambeli atomerőművet üzemeltet, és
• Arizona Public Service (APS), egy Phoenix-i (Arizona állambeli) energia elosztó vállalat, amelt a Palo Verde Generating Station telephelyet üzemelteti.

A kétéves projekt keretében, amelyet a FirstEnergy Solutions vezet, 2020-ban egy 1–3 MWe kapacitású alacsony-hőmérsékletű elektrolízis egységet fognak üzembe helyezni, hogy ipari méretekben termeljenek hidrogént. Az első telephely a Davis-Besse atomerőmű, amely Toledo városában, Ohio államban található.

A Davis-Besse erőműben termelt hidrogént elsődlegesen az Ohio állami tömegközlekedésben szeretnék felhasználni. Emellett egy új, hidrogént felhasználó úgynevezett közvetlen redukciós vaskohóban is folynak majd munkálatok, ás más ipari alkalmazási lehetőségeket is megvizsgálnak majd, a 2018 óta folyó németországi hidrogénhajtású ingázó vonat kísérlethez hasonlóan.

A projekt elsődleges célja az, hogy bizonyítsák ipari méretekben is a "zöld" hidrogéntermelés lehetőségét atomerőművek esetében, és hogy ipari méretekben termeljenek hidrogént a további fejlesztésekhez, legyen szó helyi más állambeli felhasználásról.

A projekt második lépésében, 2021-ben az Xcel Energy telephelyén fognak egy hasonló hidrogén termelő elektrolízis egységet üzembe helyezni. Az itt termelt hidrogént is hasonló célra, pl. tömegközlekedésben és nehézipari alkalmazásokban, szeretnék felhasználni.

Az Xcel Energy project másodlagos célja azt megvizsgálni, hogy a hidrogén termelés segítségével milyen mértékben lehet az atomerőmű teljesítményének részét a hálózatból kivenni akkor, amikor a megújuló energiaforrásokon alapuló nap- és szélerőművek termelése csúcson van és ezzel a hálózatot jelentősen terheli. A jelenlegi technológia megoldások szintjén az atomerőművek teljesítményét nehéz visszafogni ilyen rövidtávon jelentkező túltermelési időszakokban, a változó szintű hidrogén termelés ebben segíthet, arról nem is beszélve, hogy új bevételi forrást is ad az erőműveknek.

A harmadik telephely, amelyet 2020 és 2022 között üzemelnek be, az APS-hez tartozó Palo Verde Generating Station lesz. Itt is hasonló hidrogént termelő egységet fognak telepíteni, amely segítségével a hálózatban levő túltermelt áram mennyiségét tudják majd felhasználni és rövid távon raktározni. Az így kapott hidrogénből aztán vagy fordított elektrolízissel vagy gázturbinás elégetéssel tudnak újra elektromosságot előállítani, amikor a megújuló energiaforrásokon alapuló erőművek kevesebb áramot generálnak. Az itt termelt hidrogén persze a közlekedésben is felhasználható lesz majd.

Az ipari elemzők nagy reményeket fűznek a projektekhez. A jelenlegi állapotok szerint komoly gondot okoz az állandó teljesítményre optimalizált atomerőművek termelési szintjének változtatása az elektromos hálózat túlterhelődése esetén. A helyi hidrogén termeléssel az atomerőművek a hálózat által látott teljesítménye könnyen csökkenthető anélkül, hogy az erőmű tényleges teljesítményét változtatni kellene.

A viszonylag centralizált hidrogén termelés pedig a gazdasági előnyök mellett a rendszerint közeli nehézipar által is felhasználható, viszonylag stabil elérhetőségű alternatívát biztosít pl. a szén-alapú technológiák (vaskohók, cementgyárak, stb.) szén-dioxid kibocsátásának drasztikus csökkentéséhez.