Концепция комплекса для производства водорода, электричества и пресной воды на одном реакторе

Одновременно получать пресную воду, электроэнергию и экологичное топливо — водород — с низкой себестоимостью позволит комплекс, спроектированный учеными СПбПУ в составе научного коллектива. Результаты исследования представлены в журнале Progress in Energy.

По словам авторов разработки, устройство может работать автономно, а эффективность получения водорода не зависит от погодных условий — в отличие от большинства современных систем.

Ключевая сложность в переходе человечества на «зеленую» энергетику — высокая стоимость топлива и нестабильность процессов его получения, рассказали ученые Санкт‑Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ).

«Большинство современных проектов по производству чистого водорода завязаны на возобновляемые источники энергии — солнце и ветер. Но они нестабильны: пасмурно — нет водорода. Кроме того, электролиз — процесс получения водорода из воды — требует огромного количества именно пресной воды, что создает серьезную трудность в регионах, где и так не хватает питьевой воды", — объяснила одна из авторов исследования, доцент Высшей школы атомной и тепловой энергетики Екатерина Соколова.

Ученые СПбПУ предложили сделать производство водорода более независимым от внешних условий и уменьшить потребность во "внешних" ресурсах. В основе нового проекта производства — малый модульный реактор на сверхкритическом диоксиде углерода (CO₂).

Для комплекса ученые просчитали два сценария работы: полностью автономный (когда завод сам себя обеспечивает водой) и рыночный (когда опресненная вода продается как отдельный ценный продукт).

Как отметили авторы, основной принцип, заложенный в систему, это сохранение тепла.

«Представьте себе, что вы сначала вскипятили чайник, потом этим же теплом обогрели комнату, а потом еще и высушили белье. Так же и тепло от ядерного реактора сначала тратится на выработку электроэнергии, остатки — на получение водорода из чистой воды. По желанию оставшиеся излишки тепла можно потратить на кипячение для опреснения морской воды», — рассказала Соколова.

Согласно разработанной модели, система не требует огромных территорий (реактор компактный), не зависит от внешних источников воды (сама опресняет) и дает стабильную, предсказуемую цену на водород и электроэнергию на десятилетия вперед. По предварительным оценкам, она может составить от 2,93 доллара США за килограмм — сейчас она составляет порядка 6 долларов за килограмм.

«Используемый в нашей модели реактор пока находится на стадии концептуальной разработки (так называемый уровень технологической готовности 3–4), а когда он будет готов к коммерческому строительству, мы сможем сразу перейти к проектированию системы производства водорода для конкретного региона страны‑заказчика комплекса», — добавила Соколова.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 25‑79‑10229).

ИСТОЧНИК: РИА НОВОСТИ