88 1(32)|2024 TECHNOLOGIE WODOROWE Aktualne programy energii jądrowej na rzecz produkcji niskoemisyjnego wodoru Stany Zjednoczone W lutym 2023 r. w USA firma Constellation Energy rozpoczęła produkcję wodoru w elektrowni jądrowej Nine Mile Point, która posiada dwa reaktory wodne wrzące. Wykorzystując 1,25 MW energii o zerowej emisji CO2 na godzinę, elektrolizer z membraną protonową wytwarza 560 kg czystego wodoru dziennie, co jest więcej niż wystarczające do zaspokojenia zapotrzebowania elektrowni na wodór. W październiku 2023 r. Departament Energii Stanów Zjednoczonych ogłosił, że przeznaczy 7 mld dolarów na uruchomienie siedmiu regionalnych centrów czystego wodoru (H2Hubs) i przyspieszenie wdrażania czystego wodoru na skalę komercyjną. Dwa z siedmiu centrów będą produkować wodór z energii jądrowej. W szczególności Heartland Hydrogen Hub (Minnesota, Dakota Północna, Dakota Południowa) planuje wykorzystać regionalne zasoby energetyczne, w tym jądrowe, aby pomóc w dekarbonizacji produkcji nawozów i przyspieszyć wykorzystanie wodoru do ogrzewania pomieszczeń w zimnym klimacie (do 925 mln USD). Midwest Hydrogen Hub (Midwest Alliance for Clean Hydrogen MachH2), obejmujący stany Illinois, Indiana i Michigan, planuje produkować wodór, wykorzystując źródła energii, w tym energię jądrową, aby umożliwić dekarbonizację poprzez zastosowanie wodoru w produkcję stali i szkła, rafinacji, transportu ciężkiego i zrównoważonego paliwa lotniczego. Wielka Brytania Zgodnie z wodorową mapą drogową Wielkiej Brytanii (z 2021 r.), energia jądrowa może zaspokoić jedną trzecią zapotrzebowania tego kraju na wodór niskoemisyjny, umożliwiając produkcję 75 TWh wodoru do 2050 r. Mapa przedstawia też, w jaki sposób reaktory modułowe (SMR) mogą wytwarzać zarówno energię elektryczną, jak i ciepło niezbędne do produkcji bezemisyjnego wodoru. Szacuje się, że reaktory jądrowe wszystkich typów o mocy 12-13 GW mogą wykorzystywać elektrolizę, elektrolizę parową wykorzystującą ciepło odpadowe i termochemiczne rozszczepianie wody do produkcji 75 TWh zielonego wodoru do 2050 r. Najpopularniejsza metoda, tzn. reformacja parowa metanu, jest tania, ale emituje 10 kg CO2 na każdy kilogram wodoru. W końcu 2019 r. firma EDF Energy w ramach projektu Hydrogen to Heysham (H2H)6 zbadała wykonalność produkcji wodoru za pomocą elektrolizy przy użyciu energii elektrycznej bezpośrednio z elektrowni jądrowej Heysham dla szeregu potencjalnych zastosowań lokalnych. Studium wykonalności obejmowało opracowanie projektu koncepcyjnego dla systemu elektrolizera o mocy 2 MW (dla elektrolizera PEM) i 1 MW (dla elektrolizera alkalicznego). Obliczono, że projekt H2H, jeśli zostanie zrealizowany, będzie miał ślad węglowy na poziomie 24 g CO2/kWh H2, w porównaniu do 509 g CO2/kWh H2 dla równoważnego projektu podłączonego do sieci. W ramach projektu oceniono również wykorzystanie tlenu będącego produktem ubocznym do użytku na miejscu w elektrowni Heysham lub do innych zastosowań. Badanie potwierdziło techniczną wykonalność produkcji wodoru w połączeniu z wytwarzaniem energii jądrowej dla przyszłych nowych elektrowni jądrowych oraz spełnianie przez elektrownię odpowiednich wymogów bezpieczeństwa jądrowego i wymogów przemysłowych, w tym w zakresie zdrowia i bezpieczeństwa oraz jakości powietrza. Niestety, projekt nie przeszedł do fazy demonstracyjnej ze względu na wyzwania w opracowaniu skutecznego modelu biznesowego bez żadnego wsparcia lub zachęt dla użytkowników końcowych do konsumpcji wyprodukowanego niskoemisyjnego wodoru. Pod koniec 2022 r. firma Sizewell C (firma ma dwie elektrownie jądrowe: Hinkcley C oraz Sizewell C) ogłosiła, że w celu obniżenia emisji podczas budowy oraz po uruchomieniu elektrowni Sizewell C chce wykorzystać część generowanego przez nią ciepła (z energią elektryczną) do bardziej wydajnego wytwarzania wodoru. Wodór potrzebny do budowy elektrowni Sizewell C mógłby być wytwarzany w ramach projektu o mocy < 10 MW, potencjalnie zasilanego energią elektryczną z sąsiedniej elektrowni Sizewell B lub OZE w okolicy. Aby dać wyobrażenie o skali tego przedsięwzięcia, warto wskazać, że elektrolizer o mocy 2 MW mógłby produkować do 800 kg wodoru dziennie (ok. 290 tys. kg rocznie). W listopadzie 2023 r. firma Rolls-Royce SMR podpisała list intencyjny z duńską firmą zajmującą się redukcją emisji (TOPSOE) oraz holenderską firmą zajmującą się projektowaniem i doradztwem w zakresie energii jądrowej (ULC-Energy) w celu zbadania wykonalności produkcji wodoru przy użyciu technologii ogniwa elektrolizy stałych tlenków (SOEC) firmy TOPSOE oraz energii elektrycznej i ciepła wytwarzanych w elektrowni jądrowej Rolls-Royce SMR. Polska Spółka Świętokrzyska Grupa Przemysłowa INDUSTRIA oraz Rolls-Royce SMR podpisali memorandum o współpracy przy wdrażaniu SMR w Polsce. Spółka stoi na czele Centralnej Doliny Wodorowej i ma w planach zbudowanie reaktorów SMR dla własnych potrzeb w celu dekarbonizacji regionalnej infrastruktury oraz wykorzystania SMR do produkcji wodoru. INDUSTRIA wybrała technologię Rolls-Royce SMR, aby zrealizować ambitne cele produkcji 50 tys. ton czystego wodoru rocznie.
RkJQdWJsaXNoZXIy NzIxMjcz