Што такое ядзерная вытворчасць вадароду?

Ядзерная вытворчасць вадароду шырока лічыцца пераважным метадам для буйнамаштабнай вытворчасці вадароду, але, здаецца, гэта павольна прагрэсуе. Такім чынам, што такое ядзерная вытворчасць вадароду?

Ядзерная вытворчасць вадароду, гэта значыць ядзерны рэактар ​​у спалучэнні з сучасным працэсам вытворчасці вадароду, для масавай вытворчасці вадароду. Вытворчасць вадароду з атамнай энергіі мае такія перавагі, як адсутнасць парніковых газаў, вада ў якасці сыравіны, высокая эфектыўнасць і вялікі маштаб, таму гэта важнае рашэнне для буйнамаштабных паставак вадароду ў будучыні. Паводле ацэнак МАГАТЭ, невялікі рэактар ​​магутнасцю 250 МВт можа вырабляць 50 тон вадароду ў дзень з дапамогай 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 буйнамаштабнай вытворчасці вадароду шляхам выбару адпаведнай тэхналогіі. І паменшыць ці нават ліквідаваць выкіды парніковых газаў. Прынцыповая схема вытворчасці вадароду з атамнай энергіі паказана на малюнку.

Ёсць шмат спосабаў пераўтварэння ядзернай энергіі ў вадародную, у тым ліку ваду ў якасці сыравіны праз электроліз, тэрмахімічны цыкл, высокатэмпературны паравы электроліз, вытворчасць вадароду, серавадарод у якасці сыравіны, крэкінг, вытворчасць вадароду, прыродны газ, вугаль, біямасу ў якасці сыравіны, піроліз вадароду вытворчасць і г. д. Пры выкарыстанні вады ў якасці сыравіны ўвесь працэс вытворчасці вадароду не вырабляе CO₂, што можа ў асноўным ліквідаваць выкіды парніковых газаў; Вытворчасць вадароду з іншых крыніц толькі зніжае выкіды вугляроду. Акрамя таго, выкарыстанне вады для ядзернага электролізу - гэта простая камбінацыя вытворчасці ядзернай энергіі і традыцыйнага электролізу, які па-ранейшаму адносіцца да вобласці вытворчасці ядзернай энергіі і звычайна не разглядаецца як сапраўдная тэхналогія вытворчасці ядзернага вадароду. Такім чынам, тэрмахімічны цыкл з вадой у якасці сыравіны, поўнае або частковае выкарыстанне ядзернага цяпла і высокатэмпературны паравы электроліз лічацца будучым напрамкам тэхналогіі вытворчасці ядзернага вадароду.

У цяперашні час існуе два асноўных спосабу атрымання вадароду ў ядзернай энергетыцы: электралітычнае атрыманне вадароду і тэрмахімічнае атрыманне вадароду. Ядзерныя рэактары забяспечваюць электрычную энергію і цеплавую энергію адпаведна для двух вышэйзгаданых спосабаў вытворчасці вадароду.

Электроліз вады для атрымання вадароду - гэта выкарыстанне ядзернай энергіі для выпрацоўкі электрычнасці, а затым з дапамогай электралітычнай прылады вады для раскладання вады на вадарод. Вытворчасць вадароду з дапамогай электралітычнай вады з'яўляецца адносна прамым метадам атрымання вадароду, але эфектыўнасць вытворчасці вадароду гэтым метадам (55% ~ 60%) нізкая, нават калі ў Злучаных Штатах будзе прынята самая перадавая тэхналогія электралізу вады SPE, электралітычная эфектыўнасць павялічваецца да 90%. Але паколькі большасць атамных электрастанцый у цяперашні час ператвараюць цяпло ў электрычнасць толькі з эфектыўнасцю каля 35%, канчатковая агульная эфектыўнасць вытворчасці вадароду з электролізу вады ў ядзернай энергетыцы складае толькі 30%.

Тэрма-хімічнае вытворчасць вадароду заснавана на тэрмічна-хімічным цыкле, злучаючы ядзерны рэактар ​​з прыладай для вытворчасці вадароду з тэрмічна-хімічным цыклам, выкарыстоўваючы высокую тэмпературу, якую забяспечвае ядзерны рэактар ​​у якасці крыніцы цяпла, так што вада каталізуе тэрмічнае раскладанне пры 800 ℃. да 1000 ℃, каб вырабляць вадарод і кісларод. У параўнанні з электралітычнай вытворчасцю вадароду вадой, тэрмахімічная эфектыўнасць вытворчасці вадароду вышэй, агульны КПД, як чакаецца, дасягне больш за 50%, кошт ніжэй.