Министерство энергетики США (DOE) заявило, что водород может сыграть значительную роль в переходе к 100% чистой энергии. По оценкам Министерства энергетики, один реактор мощностью 1 000 МВт(э) может производить до 150 000 т водорода в год. Водород может использоваться в различных секторах для хранения и поставки полезной энергии для питания сети, управления промышленными процессами или создания энергоемкого топлива, необходимого для дальнемагистральных грузовиков и самолетов.
«Однако, около 95% водорода производится в настоящее время в Соединенных Штатах из природного газа, что приводит к выбросам углерода. Вот почему Министерство энергетики инвестирует миллиарды, чтобы помочь снизить стоимость и увеличить производство чистого водорода, используя существующие энергетические активы страны, включая АЭС», — говорится в сообщении Министерства энергетики.
Бóльшая часть водорода, производимого в настоящее время в США, производится путем риформинга метана водяным паром, в результате чего метан реагирует с высокотемпературным паром с образованием монооксида углерода, диоксида углерода и водорода. Однако водород может быть получен без выбросов с использованием низкотемпературного электролиза путем разделения воды на чистый водород и кислород.
«Высокотемпературные электролизеры используют тепло и электричество для разделения воды и являются более эффективными. Традиционные и передовые ядерные реакторы хорошо подходят для обеспечения такого постоянного тепла и электроэнергии, необходимых для производства чистого водорода, что может открыть новые рынки для АЭС», — отметили в DOE.
Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии (EERE) Министерства энергетики США и Управление по ядерной энергии (NE) уже начали сотрудничество с энергетическими компаниями с целью оказания поддержки четырем демонстрационным проектам по получению водорода на АЭС.
К числу этих четырех проектов относятся:
- АЭС «Найн-Майл-Пойнт» (г. Освего, штат Нью-Йорк): министерство DOE оказывает поддержку в строительстве и монтаже низкотемпературной электролизной системы на АЭС «Найн-Майл-Пойнт». Проект станет первой установкой по производству чистого водорода с использованием атомной энергии в США и будет использовать водород для охлаждения станции. Владелец установки Constellation планирует начать производство водорода до конца года;
- АЭС «Дэвис-Бесс» (г. Ок-Харбор, штат Огайо): компания Energy Harbor работает над демонстрацией низкотемпературной системы электролиза на АЭС «Дэвис-Бесс». Цель состоит в том, чтобы доказать техническую осуществимость и экономические выгоды от производства чистого водорода, что могло бы облегчить будущие возможности для крупномасштабной коммерциализации. Ожидается, что реактор начнет производить чистый водород к 2023 г. Варианты возможного использования могут быть проданы местному производству и транспортным компаниям, включая поставку топлива для местного автобусного парка;
- АЭС «Прейри-Айленд» (г. Ред-Уинг, штат Миннесота): компании Bloom Energy и Xcel Energy работают над первым в своем роде проектом по демонстрации высокотемпературного электролиза на АЭС «Прейри-Айленд». Данные, собранные в ходе этой демонстрации, будут использованы для увеличения масштабов этого процесса. Ожидается, что производство водорода начнется в начале 2024 г.;
- АЭС «Пало-Верде» (сообщество Тонопа, штат Аризона): министерство DOE ведет переговоры с компанией Arizona Public Service (APS) и объединением PNW Hydrow о выделении премии для демонстрации еще одной низкотемпературной электролизной системы на АЭС «Пало-Верде». Водород будет использоваться для производства электроэнергии в периоды высокого спроса или для производства химических веществ и других видов топлива. Проект может начать производство водорода в 2024 г. и находится в ожидании завершения переговоров о выделении премии.
Министерство энергетики США продолжает поддерживать разработку и развитие производства чистого водорода, включая финансирование шестидесяти региональных центров (хабов) для производства и поставки чистого водорода по всей территории США в рамках поддержанного двумя партиями закона о развитии инфраструктуры. По крайней мере один из центров будет ориентирован на производство чистого водорода с использованием атомной энергии.
Дополнительное финансирование в рамках закона о снижении инфляции также включает поддержку производства чистого водорода через субсидии, которые будут возмещать до 3 долларов США за 1 кг низкоуглеродного водорода. Вся эта работа поддерживает цель инициативы Hydrogen Shot (DOE) по снижению стоимости чистого водорода на 80% — до 1 доллара США за 1 кг в течение одного десятилетия.
«Достижение этой цели по снижению затрат откроет новые рынки для водорода, в дополнение к созданию бóльшего количества рабочих мест в области производства чистой энергии, сокращению выбросов парниковых газов и превращению Америки в более конкурентоспособного участника на глобальном рынке чистой энергии».