14 декабря 2020

Гибридные энергосистемы могут привести к смене парадигмы чистой энергии

Atomic-Energy.ru

Согласно академической статье, недавно опубликованной исследователями из лабораторий прикладной энергетики Министерства энергетики США, одновременное использование различных производств энергии, включая атомную, для обеспечения электроэнергией, теплом, мобильностью и другими энергетическими услугами может привести к сдвигу парадигмы в производстве чистой энергии. Между тем, американская компания NuScale Power провела оценку увеличения производства чистого водорода, которое произойдет в результате увеличения на 25% выходной мощности ее проекта малого модульного реактора.

Специализированная исследовательская статья, подготовленная Национальной лабораторией Айдахо (INL), Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) и Национальной лабораторией энергетических технологий (NETL), была опубликована 1 декабря. Данные лаборатории совместно описывают новые гибридные энергетические системы, которые синергетически включают в себя различные источники энергии, включая возобновляемые источники энергии, атомную энергетику и ископаемое топливо с улавливанием углерода. Такие системы могут использовать несколько источников энергии для максимального увеличения ценности каждого за счет создания более ценных продуктов, доставки энергии с меньшими выбросами в промышленность и лучшей координации спроса с производством энергии.

В качестве примера в документе описывается гипотетический, тесно интегрированный промышленный энергетический парк, который использует тепло и электричество от “очень гибких” усовершенствованных ядерных реакторов, малой ископаемой генерации и альтернативной энергетики для производства электричества и водорода путем электролиза.

«В этом сценарии, в зависимости от рыночных цен, электроэнергия и/или тепло могут продаваться в сеть, использоваться на месте или храниться для последующего распределения и использования», - сказал Дэвид Миллер, старший научный сотрудник NETL по стратегическому системному анализу и проектированию, - «Кроме того, выходные потоки могут также использоваться для производства водорода или других ценных химикатов и продуктов».

Гибридные системы «с множеством входов и выходов» могут обеспечить поставку чистой энергии для более крупной энергетической системы с нулевыми выбросами для поддержки секторов экономики, которые на данный момент труднее декарбонизировать, таких как промышленность и транспорт. Внедрение этой новой парадигмы потребует междисциплинарных исследований, разработок и демонстраций, обеспечиваемых межотраслевыми исследовательскими программами, с расширением сотрудничества между государственным и частным секторами, а также между производителями и пользователями энергии с целью ускорения инноваций, заключают авторы. 

«Достижение агрессивных глобальных целей для энергосистем с низким и нулевым уровнем выбросов потребует всех ресурсов, имеющихся в нашем наборе инструментов», - сказали они.

Проект NuScale увеличивает свой водородный потенциал

Отдельно компания NuScale Power из Портленда, штат Орегон, обновила свои оценки технической осуществимости и экономики производства водорода с использованием тепла и электроэнергии из своего модуля NuScale Power Module (NPM) после недавно объявленного увеличения мощности на 25% до 250 МВт (77 МВт) на модуль. Это обновление исследования 2014 года, проведенного совместно с INL.

Анализ показал, что один NPM мощностью 250 МВт способен производить 2053 кг / час водорода, или почти 50 тонн в день, по сравнению с 1667 кг / час водорода или 40 тоннами в день для модуля 200 МВт.

Более того, в результате более низкой приведенной стоимости электроэнергии за счет увеличения выходной мощности, водород, производимый системой высокотемпературного парового электролиза NuScale, по прогнозам, будет конкурентоспособным по стоимости с оценками затрат на “возобновляемый” водород с высоким коэффициентом мощности, а также будет обеспечивать непрерывное и регулируемое производство водорода, говорится в сообщении компании.

«Способность нашего NPM теперь производить еще больше чистого водорода при меньших габаритах - это еще один пример того, как технология NuScale может помочь декарбонизовать различные сектора экономики, обеспечивая при этом дополнительные потоки доходов для клиентов», - сказал Хосе Рейес, основатель и технический директор NuScale.

По заявлению компании, её многомодульная конструкция означает, что установка NuScale может производить чистую электроэнергию для сети, выделяя один или несколько модулей для экономичного производства водорода при низком спросе на электроэнергию.