经济建模核能制氢的可行性

满足现代社会的需要,减少人类活动对环境的破坏原因,无碳氢显著受到重视,有吸引力,清洁的替代能源和燃料来源。调查生产清洁的氢核能源从经济的角度来看,一项研究已经发表在的能量。

研究:经济调度的模型与氢核反应堆高温热电联产电力市场。图片来源:Scharfsinn / Shutterstock.com

氢:一个未来的清洁能源

作为国家寻求脱碳经济符合国际商定的减排目标,寻找替代能源来填补这一缺口减少化石燃料的使用留下的紧迫的问题。

氢已成为一个先进的搜索,因为它有潜力成为一个清洁、可持续的推动力量不竭的源泉,一个灵活的加载源。然而,在目前全球生产氢的产生来自化石燃料。最常见的来源是天然气。这种二分法在其温室气体排放的目的生产和作为清洁能源驱动的需要开发替代清洁制氢的方法。

一般示意图鹭调度模型的工作流。图片来源:理查兹,J et al .,能量

利用核能生产氢

使用可再生能源,如太阳能和风能生产氢近年来引起了研究的高度重视。此外,“蓝色”氢,碳捕捉元素包括在生产过程中,也一直在探索作为一个干净的制氢方法。

最近,可能产生氢和核能,提供世界上10%的能源需求根据world-nuclear.org,探索了几个全球研究团队。目前在开发氢核的一些配置。综合能源系统对核能可以帮助它与廉价的化石燃料和可再生能源的成本下降。生产氢可以帮助核电站多元化收入来源,提高盈利能力。

使用Sulfur-Iodine周期生产氢

从核能生产氢的方法,表明保证耦合核热源iodine-sulfur周期。在这个过程中,本生反应用于将水、碘和二氧化硫为碘化氢和硫酸。碘化氢分为氢和碘和二氧化硫分为水、氧气、二氧化硫。因此,循环完成后,氢作为能源恢复为将来使用。

四段绘制的集群,由当训练FARMA乌鸦。图片来源:理查兹,J et al .,能量

然而,有挑战与这个过程阻碍其商业部署。这些挑战包括高热量输入(超过800^oC)和特定的物质需求。催化剂,试剂和材料用于设备需要避免接触腐蚀性的酸性环境中促进专业材料的选择和设计元素的制氢方法。app亚博体育亚博网站下载

发展核能制氢系统:技术和经济的角度来看

该论文发表在《能量看着氢的生产从核能使用iodine-sulfur周期。一个经济调度模型被开发并用于调查其商业生存能力作为替代能源。这项研究旨在确定氢的销售价格,这将如何影响这样一个系统的盈利能力,这将有助于实现脱碳目标在日本。

日本特别依赖进口能源,氢的需求作为美国远离化石燃料进口氢可能显著了。因此,国内的氢气来源为国家经济有利。生产清洁的氢成本与化石燃料竞争将有助于美国实现能源结构多元化。

研究报告研究了日本的HTTR-GT / H²、混合核能制氢系统目前正在测试。提出了制氢系统的设计包括一个中间热交换系统提供热量的核动力碘硫化反应产生氢气。涡轮机发电系统也提出了。系统可用于调度或出售电力或氢,根据需求和经济激励。

历史2018年东京地区电价策划对合成时间由抽样乌鸦FARMA历史。图片来源:理查兹,J et al .,能量

同时重要工作进行了研究系统的技术设计研究能量集中在一个经济模型的发展和数据在计算中所起的作用最终的经济价值。制氢的出售价格打破甚至被估计为等于或大于98.1日元/ m³。被用来估计这一个历史时间曲线。使用合成时间历史,保本销售价格或成本逐步降低氢被发现67.5日元/ m³。

作者警告说,必须注意经济调度的研究分析来选择合理的输入高度依赖这些关联。作者指出,电力调度和氢在合适的条件下可以比单独发电在经济上有利,虽然挑战存在于意识到这一点,更多的研究是必要的。

进一步的阅读

理查兹,J et al。(2021)经济调度的模型与氢核反应堆高温热电联产电力市场(在线)能量14 (24)| mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/1996-1073/14/24/8289/htm

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