Výroba čistého vodíka pomocou jadra môže pomôcť vybudovať budúcnosť, v ktorej vodíkové hospodárstvo podporí stabilitu elektrických sietí a dekarbonizuje priemyselné odvetvia, ako je doprava a poľnohospodárstvo, uviedla Kathryn Huffová, asistentka tajomníka pre jadrovú energetiku Ministerstva energetiky (DOE) v panelovej diskusii na klimatickej konferencii OSN Cop27 v Egypte.
Huffová povedala na podujatí #Atoms4Climate organizovanom Medzinárodnou agentúrou pre atómovú energiu (MAAE), že jadrová energia môže hrať úlohu pri výrobe čistého vodíka, pretože má potenciál generovať okrem elektriny aj veľké množstvo tepla.
Väčšina elektrární vyrába primárne teplo, ktoré sa premieňa na paru na pohon turbín. Výkon jadrového reaktora sa zvyčajne meria v MW elektrických (MWe), ale reaktory tiež produkujú veľké množstvo tepla, ktoré sa spracováva na paru, a tento tepelný výkon sa meria v MW tepelných (MWt).
„Konverzácia z tepelnej energie na elektrickú energiu je veľmi neefektívna,“ povedala. „Takže poďme použiť jadrovú energiu na to, v čom je dobrá.“
Podľa Huffovej je termochemické štiepenie vody, metóda, ktorá využíva vysoký zdroj tepla na výrobu vodíka, efektívnejšie ako alternatívna metóda používania nízkoteplotných systémov elektrolýzy. Jadrová energia preto môže využiť niektoré z najúčinnejších spôsobov výroby vodíka súčasnosti, povedala.
Pokročilé reaktory a vodíkové centrá
Niektoré pokročilé jadrové reaktory vo vývoji môžu prispieť k výrobe vodíka. Huffová uviedla príklad vysokoteplotného plynom chladeného reaktora Xe-100 od X-energy, ktorý patrí medzi tie z demonštračných projektov, ktoré DOE podporuje v USA a ktorý dokáže produkovať teplo až do 800°C.
Povedala, že DOE podporuje štyri malé demonštračné jadrové a vodíkové projekty na štyroch jadrových elektrárňach – Nine Mile Point, Davis-Besse, Palo Verde a Prairie Island – ktoré majú pripraviť pôdu pre rozvoj väčších „vodíkových centier“.
DOE má iniciatívu v hodnote 8 miliárd USD (7,8 miliardy €) na demonštráciu šiestich až 10 regionálnych vodíkových centier na spojenie spotrebiteľov a výrobcov vodíka, vrátane jadrových výrobcov vodíka, na jednom mieste v závislosti od potrieb miestnych priemyselných alebo poľnohospodárskych sektorov.
„Ak sa dosiahnu tieto vodíkové ciele a budeme úspešní s vodíkovými centrami, skutočne vidím budúcnosť, v ktorej vodíková ekonomika podporí stabilitu elektrickej siete v USA, dekarbonizuje naše dopravné, poľnohospodárske a dopravné systémy a výrazne využije najmodernejšie reaktory s najvyššou teplotou a existujúce ľahkovodné reaktory,“ uviedla asistentka tajomníka pre jadrovú energetiku Ministerstva energetiky.
Povedala, že jadrová energia je vhodná na výrobu tepla a nazvala to „špeciálnym výklenkom“, pre ktorý iné systémy čistej energie nemusia byť najvhodnejšie. Vodíkovú a jadrovú energiu možno využiť na vyváženie nestability obnoviteľných zdrojov energie.
Varovala však, že problémy zostávajú spojené so skladovaním a prepravou najmä kvôli krehnutiu ocele alebo extrémnej korózii spôsobenej absorpciou atómov alebo molekúl vodíka kovmi.
Úloha pre odsoľovanie?
Ďalším problémom je dostupnosť veľkého množstva vody, ktorá sa má použiť v procese štiepenia vody na výrobu vodíka – problém, pri ktorom by riešením mohlo byť odsoľovanie oceánskej vody pomocou jadrovej energie.
V nedávnej správe o úlohe jadrovej energie vo vodíkovom hospodárstve Agentúra pre jadrovú energiu (NEA) so sídlom v Paríži uviedla, že náklady na vodík z nových jadrových reaktorov sú podobné nákladom na vodík z variabilných obnoviteľných zdrojov energie – solárnej a veternej – na väčšine miest na svete.
Podľa Michela Berthelemyho, analytika jadrovej energie v NEA, možno vodík vyrábať za konkurencieschopné náklady, pričom sa tiež využije existujúca jadrová kapacita a jej dlhodobá prevádzka. Povedal však, že cena vodíka by mohla byť dvojnásobná alebo trojnásobná v prípadoch, keď ho bude potrebné prepravovať na veľké vzdialenosti.
Spojenie dynamiky vo vývoji pokročilých reaktorov s hybnou silou nasadenia priemyselného vodíka bude nevyhnutné pre pokrok v tomto a nasledujúcom desaťročí, povedal analytik Berthelemy.
