Ядерные реакторы

Ядерные комплексы

В настоящее время в ядерную энергетику проникают идеи гибкой (перестраиваемой) химической технологии. Действительно, по ряду причин мощности АЭС целесообразно держать под постоянной нагрузкой. Это связано со значительно более высокой долей капитальных вложений в структуре стоимости энергии, производимой АЭС по сравнению с ее долей в стоимости энергии тепловых станций и вытекающими отсюда экономическими потерями при неполном использовании мощностей АЭС. Кроме того, у АЭС довольно низкая маневренность из- за сложности обеспечения надежной работы ее оборудования при переменном тепловом режиме.

Химическая технология может быть вовлечена в решение задачи выравнивания суточного графика загрузки мощностей АЭС двумя путями.

Первый заключается в преобразовании избыточной электрической или тепловой энергии АЭС в ту или иную химическую форму и в создании запасов энергоносителя, который может затем транспортироваться на значительные расстояния к потребителям. Этот путь обеспечивает маневр в поставках энергии. Для реализации такого рода проектов требуется разработка перестраиваемых химико-технологических модулей, входящих в системы аккумулирования энергии, приспособленных к значительным колебаниям нагрузок по потокам энергии и реагентов. Другой путь заключается в маневрировании потреблением энергии АЭС крупными энергоемкими химическими производствами. Такое маневрирование может быть обеспечено переходом от непрерывных технологических схем к циклическим, ориентированным на потребление энергоресурсов преимущественно в ночное время суток. Речь идет о создании непрерывно- циклических схем энергоемких производств основной химии, гибких по интенсивности потребления энергоресурсов. В качестве химического процесса может быть, например, использована схема паровой конверсии метана в производстве аммиака с использованием твердого оксида кальция в качестве поглотителя диоксида углерода в реакционной зоне. Твелы реактора собирают в тепловыделяющие сборки

Другой перспективный процесс - производство водорода. В настоящее время водород рассматривается как «абсолютное» топливо для транспортных средства. Использование водородного топлива - кардинальный способ сокращения выбросов CO2 от производства и транспортировки электроэнергии. Основной способ получения водорода - электролиз воды. Полагают, что необходимую электроэнергию можно получать на АЭС. При этом из технологического цикла исключается парниковый газ - СО2. За счет использования автотранспорта на топливных элементах или гибридных видов автомобилей, которые производят минимальное количество CO2, только в одной Канаде за 25 лет в Канаде можно уменьшить выбросы CO2 на 120 млн. т/год, без каких-либо специальных мер по ограничению или нормированию промышленного или бытового энергопотребления. Детальные расчеты, проведенные для Канады, показали, что
один тяжеловодный реактор CANDU мощностью 690 МВт(эл.) сможет обеспечить производство 97 тыс. т/год водорода (Н2), производя при этом в качестве побочного продукта электролиза - до 95 т/год тяжелой воды (В2О). Потребуется до 20 реакторов CANDU, для того чтобы снабжать водородом автотранспорт при этом производимая в качестве побочного продукта тяжелая вода (В2О) будет использоваться в реакторной программе Канады. Если автомобиль в среднем проходит 578 км/сут. и ему требуется 0,4 кг Н2/сут., то один реактор CANDU способен обеспечить водородным топливом 660 тыс. автомобилей/сут., не производя при этом никаких выбросов СО2. Парк из 20 реакторов CANDU смог бы обеспечить водородом до 13 млн. автомобилей, полностью обеспечив собственные потребности в D^ и отправляя избыточное количество D^ на экспорт. Базовая эквивалентная стоимость топлива для производства водорода и нефтепродуктов примерно одинаковая, однако гибридный автомобиль использующий передовую технологию топливных элементов, будет стоить дороже; необходимо учесть также стоимость распределения водорода или местной инфраструктуры его производства.


На главную