Энерготехнологии атомно-водородной энергетики

К 2010 г. ежегодное производство водорода в мире составит около  100 млн. т, в т.ч.  50 млн. т – в США. По прогнозам к середине века необходимо производить 300 – 400 млн. т водорода, а к концу века до 800 млн. т /см. (Скачать).

 

В настоящее время  водородное производство в мире имеет структуру: реформинг углеводородов-96%, в т.ч. 48% - природный газ, 30%- нефть и  18%- уголь; электролиз воды -4%. Установки реформинга производят в США водород по стоимости  350-600 $2003/т (fob), электролизный водород требует затрат от  1000 $/т (fob) в зависимости от стоимости электроэнергии и характеристик электролизного производства.См. также http://courier.com.ru/energy/en0104pon_st.htm . Текущие затраты на получение водорода электролизом воды: 4.2-4.5 кВт.ч/ нм3 . Перспективные электролизеры (данные опытных установок): твердополимерные - ниже 4.0 кВт.ч/ нм3, высокотемпературные - от 2.8 кВт.ч/ нм3. Текущие капитальные вложения на единицу годовой производительности: Реформинг – 180-250 $/т, Электролиз – 1500 –5000 $/т.

В случае использования ядерных источников энергии для производства 100 млн. т водорода  потребуется:

· 500 ГВт электрических мощностей (например, АЭС) в случае электролиза или

· 800 ГВт тепловых мощностей ВТГР для термохимического производства из воды или

· 160 ГВт тепловых мощностей ВТГР для парового реформинга метана (ПКМ).

Реализация концепции атомно-водородной энергетики (АВЭ), должна предусматривать ряд этапов, обеспечивающих широкое воздействие этой технологии на перспективные балансы энергоносителей.

«Курчатовский институт» и ОКБМ им. Африкантова по договору с концерном «Росэнергоатом» завершают разработку концептуального проекта многомодульного атомно-водородного комплекса на базе реактора МГР-Т с выработкой электроэнергии в прямом газотурбинном цикле и термохимическим (на основе адиабатической конверсии метана - АКМ, см. (Скачать) или на основе высокотемпературного электролиза производством водорода и его производных (метанола, диметилового эфира) общей производительностью около 0.5 млн. т в водородном эквиваленте. Технико-экономические оценки, выполненные на этой стадии проектирования, показывают экономическую эффективность крупномасштабного производства водорода с использованием тепловой и электрической энергии МГР-Т.   При этом существенно снижается экологическое воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными способами.

В США в середине 2005 года принят Закон об Энергии,   который предписывает строительство демонстрационного высокотемпературного реактора с   производством водорода в Национальной лаборатории в Айдахо. Закон нацеливает на участие в разработке и сооружении этого реактора зарубежных партнеров, в том числе, специально оговорена возможность участия российских предприятий.

Разрабатывая стратегию атомно-водородной энергетики, необходимо учитывать, что масштаб использования ядерных реакторов для производства водорода может составить 400¸600 ГВт(эл) к 2050 году и 1200¸1500 ГВт(эл) – к 2100 году, Это соответствует нескольким сотням модулей  типа МГР-Т.

Один из главных вопросов-это строительство необходимой инфраструктуры, темпы и масштабы которого будут во многом определяться успехами в демонстрации опытных образцов и технологий (см., пример скачать)

08.11.2006, 1930  просмотров.