Досягнення доступної низьковуглецевої Європи можливе завдяки ядерному водню

Джерело: FORATOM, 04.05.2021
Брюссель, 4 травня 2021 року: Згідно опублікованому FORATOM позиційному документу, ядерне енергетика є ідеальним рішенням для виробництва низьковуглецевого та доступного водню у великих обсягах. Це може буде ключом, оскільки Європа прагне трансформувати всі частини своєї економіки, включаючи транспорт та промисловість.
"ЄС поставив перед собою дуже амбіційну мету декарбонізації своєї економіки до 2050 року. Для досягнення цього буде потрібна масштабна трансформація енергетичного, промислового, транспортного та будівельного секторів", - заявив Ів Дебазей, генеральний директор FORATOM. «Водень - одна з технологій, яка може допомогти Європі досягти своїх цілей. Але залишаються дві проблеми: отримання справжнього низьковуглецевого водню та розширення його використання на широкий спектр енергоємних секторів, які потребують цього ”.
Ядерну та теплову енергію з низьким рівнем вуглецю, а також відновлювані джерела енергії можна використовувати для виробництва декарбонізованого водню за допомогою електролізерів. Перевага використання всіх низьковуглецевих джерел електроенергії подвійна. Перш за все, це забезпечить наявність у всіх випадках достатньої кількості водню, оскільки все більша кількість секторів переходить на цей енергоносій. По-друге, тривалий час роботи електролізера зменшує витрати на цю технологію.
«На виході є кілька проектів використання ядерної енергії для водневого виробництва», - додає пан Дебазей. «Хоча ця технологія є життєздатним рішенням, ми маємо переконатися, що ЄС запроваджує правильні політичні стимули для подальшого розширення свого розвитку».
У цьому відношенні FORATOM висунув низку політичних рекомендацій, які включають наступне:
  • Визнання позитивної ролі, яку може відігравати ядерна енергетика з низьким рівнем вуглецю у Водневій стратегії ЄС
  • Підтримка інновацій, досліджень та розробок у всіх проектах з низьким вмістом вуглецю
  • Приділяти більше уваги економічним аспектам та надійності постачання - оскільки ці фактори є ключовими питаннями для промисловості - з метою забезпечення швидкого розвитку проектів чистого водню за більш конкурентоспроможною вартістю.

Щоб дізнатись більше про те, як ядерна енергетика може забезпечити доступне, стабільне постачання низьковуглецевого водню, перегляньте позицій документ та обґрунтовуючий звіт до нього. 

Пропонуємо вашій увазі переклад на українську мову даного Позиційного документу FORATOM "Виробництво ядерного водню - ключова низьковуглецева технологія для декарбонізованої Європи":

Європейський Союз поставив перед собою дуже амбіційну мету декарбонізації своєї економіки до 2050 року. Для її досягнення буде потрібна масштабна трансформація енергетичного, промислового, транспортного та будівельного секторів. І це буде коштувати. Вже існують рішення щодо декарбонізації енергетичного сектора до 2050 року, але декарбонізація таких секторів, як транспорт та промисловість, залишається проблемою. Обмежена кількість секторів вже використовує водень, цей водень в даний час не можна вважати декарбонізованим, оскільки він виробляється з вугілля та газу без уловлювання вуглецю. Отже, завдання полягає у подвійному видобутку водню, який насправді є низьковуглецевим, та розширенні його використання на більш широкий спектр енергоємних секторів. 

У цьому позиційному документі основна увага приділяється водню, виробленому ядерною енергією чи теплом, та ролі, яку він може відігравати. Документ має на меті надати ясність щодо рішень, що розробляються зараз, та відповідних витрат, а також містить низку політичних рекомендацій, які можуть допомогти у розвитку водневу економіку і, таким чином, сприяти досягненню амбіційних цілей декарбонізації.

Політичні аспекти

У 2020 році, як частину Європейської Зеленої Угоди, Європейська Комісія опублікувала свою стратегію щодо водню. Згідно з цією стратегією, великі заводи по виробництву водню, мають бути розміщені по всьому ЄС, щоб забезпечити джерело чистої енергії для різних галузей. Для цього планується надати значну підтримку проектам, основна увага приділяється відновлюваним джерелам енергії. Стратегія включає низьковуглецеву категорію водню, за якої ядерна енергія, безумовно, буде відігравати важливу роль, навіть якщо про неї не згадувати.

Водень - це один із способів використовувати надлишкове виробництво відновлюваної енергії, коли, наприклад, є багато вітру та сонця. Однак якщо такі галузі, як промисловість і транспорт зможуть здійснити перехід, для цього знадобляться набагато більші - і постійні - об’єми водню. Враховуючи мінливий характер ВДЕ та обсяг встановленої потужності, необхідної для забезпечення постійного постачання електроенергії для виробництва цього водню, чи буде достатньо відновлюваної електроенергії для задоволення попиту - і чи є це найбільш економічно ефективним підходом?

На думку FORATOM, важливо, щоб ЄС застосовував технологічно нейтральний підхід, коли мова йде про водневі проекти. Враховуючи, що кінцевою метою є сприяння декарбонізації секторів економіки, воднева стратегія повинна підтримувати всі низьковуглецеві проекти, незалежно від джерела енергії, що використовується для виробництва водню. Ось чому ми підтримуємо категоризацію, яка базується на викидах CO2.

Виробництво низьковуглецевого ядерного водню

Вже існує низка проектів з виробництва водню, але більшість із них базуються на природному газі та навіть на вугіллі, що означає, що водень не можна вважати низьковуглецевим. У той же час існують електролізери, здатні виробляти водень із низьковуглецевої електроенергії та води. Хоча ці електролізери вважаються зрілою технологією, здатною запропонувати альтернативу водню на основі викопних матеріалів, проблема полягає у широкомасштабному використанні цієї технології, оскільки сьогодні загальна потужність електролізерів становить близько 25 МВт.

З економічної точки зору електролізери найкраще працюють у безперервному режимі, а не в режимі зупинки/запуску, саме тому необхідне постійне постачання низьковуглецевої електроенергії. Отже, хоча можливо використання відновлюваних джерел, коли вони є, ядерна енергія може забезпечити постійне надходження енергії, необхідної для підтримання роботи електролізера цілодобово та без вихідних. Є два способи зробити це:

•Перш за все, підключивши електролізер безпосередньо до електромережі, якщо є велика кількість низьковуглецевої електроенергії. У випадку таких країн, як Франція, Швеція та Фінляндія, цю форму водню можна вважати низьковуглецевою, оскільки їхня електрична мережа декарбонізована завдяки високій частці ядерного виробництва.

•По-друге, шляхом підключення електролізерів безпосередньо до атомної електростанції. Це рішення є як технічно, так і економічно доцільним, і має додаткову вигоду від того, що станція може забезпечувати як електроенергію, так і пару для живлення електролізерів

В даний час в Європі розробляється кілька проектів ядерного виробництва водню. Наприклад, у Великобританії проект Hydrogen2Heysham розглядає можливість використання звичайного низькотемпературного електролізу, який використовуватиме дешеву електроенергію в непікові періоди. Крім того, Стратегічна програма досліджень "Паливні елементи та водень" для спільного виробництва також визнає, що високі температури, що виробляються в ядерних реакторах четвертого покоління, можуть потенційно використовуватися для виробництва водню.

Економічні міркування

Сьогодні один кг водню, вироблений із використанням газу, оснащеного технологіями уловлення вуглецю, коштує від 1,3 до 2 євро (проблема тут полягає у широкомасштабному впровадженні CCS, який ще потрібно продемонструвати в поєднанні з необхідністю зберігати уловлений CO2). Це приблизно між 2,6-9,5 євро за кг водню, отриманого в результаті електролізу (залежно від технології). Це означає, що для того, щоб зробити водень, вироблений з низьковуглецевої електроенергії, економічно вигідним, вартість цих технологій повинна впасти більш ніж на 50%. Очікується, що CAPEX електролізера окупляться швидше, якщо він коливатиметься від 3000 до 6000 годин на рік (що еквівалентно 125-250 днів/рік). Дійсно, це відповідає згаданому вище поняттю, що електролізери найкраще працюють, якщо вони працюють у більш безперервному режимі.

Щоб забезпечити доступне та достатнє постачання низьковуглецевого водню для промисловості, електролізери повинні постійно працювати на низьковуглецевій електроенергії - і це, на жаль, не те, що можуть гарантувати змінні відновлювані джерела енергії. Однак ядерна енергія є одночасно низьковуглецевою та доступною, саме тому вона пропонує ідеальне рішення. Крім того, якщо підключити електролізер безпосередньо до атомної електростанції, це зменшить витрати, пов'язані, наприклад, з мережею та податками.

Основні рекомендації щодо політики 

•Визнати позитивну роль, яку може відігравати ядерна енергія з низьким рівнем вуглецю у Водневій стратегії ЄС

•Класифікація водню та гарантії походження повинні базуватися на детальній оцінці життєвого циклу та викидів вуглецю джерела, що використовується для виробництва водню

•Щоб забезпечити швидкий розвиток проектів чистого водню за більш конкурентоспроможною ціною, набагато більше уваги слід приділяти економічним аспектам та надійності постачання, оскільки обидва є ключовим питанням для промисловості

•Визначити пріоритетом оцінку повних витрат на розумні системи, включаючи LCOE та LCOH (водень), включаючи ядерні технології

•Підтримка інновацій, досліджень та розробок у всіх водневих проектах з низьким вмістом вуглецю

•Визначитись щодо попередніх досліджень ядерного водню в Європі та на міжнародному рівні та надати детальну інформацію про те, як це може бути відображено у водневій стратегії ЄС

•Збільшити синергію між діями Європейського стратегічного плану енергетичних технологій (SET Plan), програмами досліджень та розробок Horizon Europe та Euratom щодо виробництва низьковуглецевого водню.

Довідково: Європейський атомний форум (ФОРАТОМ) - це торгова асоціація для галузі ядерної енергетики в Європі, яка базується у Брюсселі. Членами  FORATOM є  15 національних ядерних асоціацій, і завдяки яким, FORATOM представляє майже 3 тисячі європейських компаній, що працюють в галузі атомної енергетики та підтримують близько 1 100 000 робочих місць.
Асоціація «Український ядерний форум» є асоційованим членом Європейського Форатому починаючи з 2011 року. Асоціація УЯФ стала першою з подібних організацій з країн, що не є членами Європейського Союзу, яку прийняли до цієї організації. 

Читай також

Архів

Дійсні члени асоціації

Міжнародні організації

Підписатись

Підписка на новини

2008 - 2021 © Асоціація «Український ядерний форум»
Використання та передрук матеріалів допускается тільки за наявності гіперпосилання на джерело.