Energia dla przemysłu, nie tylko dla gniazdek
Projekt jest realizowany w Narodowym Centrum Badań Jądrowych i wpisuje się w rosnące zainteresowanie tzw. reaktorami wysokotemperaturowymi nowej generacji. Ich przewaga nad klasycznymi elektrowniami jądrowymi polega przede wszystkim na zdolności do pracy w znacznie wyższych temperaturach, co otwiera zupełnie nowe możliwości wykorzystania energii atomowej.
Czytaj też: Co oni stworzyli?! Ta bateria bije rekordy magazynowania energii
W przeciwieństwie do tradycyjnych bloków jądrowych, które produkują głównie energię elektryczną, proponowane rozwiązanie opiera się na tzw. poligeneracji. Oznacza to, że jedna instalacja może równocześnie dostarczać kilka produktów energetycznych: prąd, ciepło przemysłowe oraz wodór. To szczególnie ważne dla przemysłu ciężkiego, który potrzebuje nie tylko energii elektrycznej, ale przede wszystkim bardzo wysokich temperatur, sięgających nawet kilkuset stopni Celsjusza. Takie warunki są niezbędne między innymi w hutnictwie, przemyśle chemicznym czy produkcji nawozów.
Nowa koncepcja zakłada wykorzystanie reaktorów typu HTGR, czyli wysokotemperaturowych jednostek chłodzonych helem. Dzięki temu mogą one dostarczać ciepło o temperaturze przekraczającej 500 stopni Celsjusza, co pozwala zasilać procesy przemysłowe bez spalania paliw kopalnych. W opracowaniu naukowców pojawiają się dwie kluczowe koncepcje. Pierwsza to HTGR-POLA, a więc demonstracyjny reaktor, który miałby posłużyć do przetestowania technologii w praktyce oraz zebrania doświadczeń przed wdrożeniem komercyjnym.
Drugim projektem jest instalacja określana jako GEMINI+, czyli docelowa elektrociepłownia jądrowa przeznaczona dla przemysłu. W takim modelu zakłady mogłyby otrzymywać jednocześnie energię elektryczną, ciepło oraz wodór potrzebny na przykład w procesach chemicznych czy produkcji paliw syntetycznych.
Wodór bez emisji CO₂
Jednym z najważniejszych elementów tej koncepcji jest produkcja wodoru. Obecnie większość wodoru wytwarza się z gazu ziemnego, co wiąże się z dużą emisją dwutlenku węgla. Nowa technologia pozwalałaby na jego produkcję bez użycia paliw kopalnych. Naukowcy przeanalizowali dwa główne sposoby wytwarzania wodoru przy użyciu energii z reaktora. Pierwszy to wysokotemperaturowa elektroliza pary wodnej, w której woda rozkładana jest na wodór i tlen przy jednoczesnym wykorzystaniu prądu i wysokiej temperatury. Drugi to tzw. cykl siarkowo-jodowy, czyli zaawansowany proces chemiczny wykorzystujący bardzo wysokie temperatury do rozdziału wody na jej składniki.
Oba rozwiązania mogą być bardziej efektywne energetycznie niż klasyczna elektroliza, co czyni je atrakcyjnymi z punktu widzenia przemysłu przyszłości. Według autorów analiz, tego typu instalacje mogłyby być konkurencyjne kosztowo wobec obecnych rozwiązań opartych na paliwach kopalnych, choć technologia nadal wymaga dalszych badań i rozwoju. Polska należy do największych producentów wodoru w Europie, jednak obecnie jest to głównie tzw. wodór szary, powstający z gazu ziemnego. Wdrożenie reaktorów HTGR mogłoby pomóc w przejściu na produkcję niskoemisyjną i wzmocnić krajową transformację energetyczną.
Źródło: Narodowe Centrum Badań Jądrowych
