Використання високотемпературних ядерних реакторів в технологіях виробництва водню
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.68.2023.02Ключові слова:
високотемпературний реактор, водень, атомна енерготехнологічна установка, конверсіяАнотація
Розглянуто можливість використання високотемпературних газоохолоджувальних ядерних реакторів (ВТГР) для виробництва водню як альтернативі викопному органічному паливу. Проведено огляд сучасних технологій вироблення водню та його переваги як енергоносія. Наведена структура світового виробництва та споживання водню. Виняткові властивості водню як енергоносія та компонента різних технологічних процесів розкривають перспективу його застосування у різних галузях енергетики, на транспорті та в промисловості. Якщо раніше основними перевагами вважались енергоємність водню, здатність до зберігання та розподілу, то зараз і на перспективу ключовим фактором стає його екологічна чистота та можливість декарбонізувати транспорт, хімічну, нафтохімічну, металургійну промисловість та комунальний сектор. Зараз більшу частину водню і водневмісних продуктів виробляють за допомогою парової конверсії природного газу. При цьому 40...50 % природного газу витрачається на енергетичне забезпечення процесу конверсії. Щоб заощадити природний газ та знизити навантаження на навколишнє середовище, розроблені схеми парової конверсії метану з підведенням тепла від високотемпературного газоохолоджуваного реактора. Для конверсії потрібен рівень температур 1000...1200 К. Саме такий рівень температур може забезпечити ВТГР. Запропонована схема багатоцільової атомної енерготехнологічної установки (АЕТУ) з ВТГР по виробництву водню при паровій конверсії природного газу та генерації електроенергії та розраховані основні параметри АЕТУ с ВТГР тепловою потужністю 3000 МВт. Визначено зниження витрати природного газу у порівнянні з традиційною технологією парової конверсії.
Завантаження
Посилання
Шрайбер О.А., Дубровський В.В., Тесленко О.І. Сучасний стан і перспективи розвитку водневої енергетики у світі. Вчені записки НТУ ім. І.В. Вернадського. Серія:Технічні науки. 2021. Том 32(71), №5, C. 199–209. DOI: https://doi.org/10.32838/2663-5941/2021.5/30 .
Hydrogen production using nuclear energy. Vienna: IAEA, 2013. 400 p. URL: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1577_web.pdf . (дата звернення: 18.08.2023).
Шевченко В.Г., Ляшенко В.І., Осадча Н.В. Світові тенденції розвитку водневої енергетики. Вісник економічної науки України. 2021. №2(41). С. 17–26. DOI: htths://doi.org/10.37405/1729-7206.2021.2(41).17-26.
Shulten R. and Kuaeler K. High temperature reactor and application to nuclear procesis heat. Annals of Nuclear Energy. 1976. V. 3. P. 95–111.
Hydrogen Basics. AFDS. URL: https://afdc.energy.gov/fuels/hydrogen_basics.html .
Водень в альтернативній енергетиці та новітніх технологіях / за ред. В.В. Скорохода, Ю.М. Соломіна. Київ : КІМ, 2015. 294 с.
Дубковский В.А. Рациональные процессы, циклы и схемы энергоустановок. Монография. Одесса : Наука и техника, 2003. 224 с.
Stern A.G. A new sustaina- ble hydrogen clean energy paradigm. International Journal of Hydrogen Energy. 2018. Vol. 43, Issue 9. P. 4244–4255. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.12.180 .
Burhan M., Shahzad M.W., Choon N.K. Hydrogen at the Rooftop: compact CPV-hydrogen system to convert sunlight to hydrogen. Applied Thermal Engineering. 2018. Vol. 132. P. 154–164. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.12.094 .
Яцков В.М., Корчик Н.М., Пророк О.А. Основні технологічні схеми базових неорганічних виробництв: навч. посібник. Рівне : НУВГП, 2020. 212 с.
Дубковський В.О., Лапшов В.М. Деякі загальні властивості термодинамічних процесів. Монографія. Київ : ІСДО, 1995. 84 с.
