クリーンな水素の生産には常に問題がありました。真に持続可能になるためには、膨大な量のクリーンエネルギーが必要なのです。 ニュースケール 同社は、SMR（Small Modular Reactor）という小型モジュール型原子炉で究極の解決策を見出したかもしれない。同社は、核熱と電力を用いて200日あたりXNUMXトン以上の水素を製造する方法を実証するシミュレーターを開発している。この技術により、グリーン水素はついに産業規模で競争力を持つようになるかもしれない。
ミニモジュール原子炉を「シミュレーションする」とはどういう意味ですか?
まず、次の点を明確にしておきましょう。 ホセレイズNuScale の最高技術責任者は、コンピューター ゲームについて話しているのではない。 コーバリスサイトに設置されたシミュレータ これは、実際の小型モジュール反応器と水素製造システムを組み合わせたシステムの動作を正確に再現したものです。あらゆるパラメータ、あらゆる熱反応、あらゆる電気化学プロセスが、数学的な精度でリアルタイムにモデル化されます。
このタイプのシミュレーターには、次の 3 つの基本的な目的があります。 リスクなしで運用構成をテストし、これらのシステムを操作する人員をトレーニングし、実際の構築前にプロセスを最適化します。 GSEソリューションズの専門家が指摘するようにプロジェクトの技術パートナーである、これは理論的な実験ではない 数十年にわたって機能する必要があるシステムの実際的な検証です。
RSOFCセルは小型モジュール炉にとって画期的なものである
このシステムの核となるのは、従来のアプローチと比べて飛躍的な進歩を遂げた可逆固体酸化物燃料電池（RSOFC）です。この燃料電池は2つのモードで動作します。ミニモジュール原子炉から電力を受け取ると、水を分解して水素を生成します。電力が必要な時は、逆のプロセスで水素と酸素を結合します。
NuScale SMR の優れた点は、水の電気分解を超効率的にするために必要な電力と高温熱の両方を供給できることです。 従来の電解槽の効率は70～80％であるが、この統合システムは90％を超えることができる。 核熱のおかげで、プロセスのエネルギー要件が削減されます。
200日XNUMXトンの水素がなぜ変化をもたらすのか
具体的な数字についてお話しましょう。NuScaleモジュール77台あたりXNUMXメガワットの電力を供給します。 5月に米国原子力規制委員会によって承認されたは、200日あたり40.000トン以上の水素を生成できる生産システムに電力を供給できます。これは、約XNUMX万台の水素自動車に電力を供給する、または大規模な製鉄所における化石燃料を完全に置き換えるのに十分な量です。
再生可能エネルギーに対するミニモジュール原子炉の競争優位性は、その生産継続性にあります。太陽光パネルや風力発電は気象条件に左右されますが、原子力システムは24時間24日、水素を生産することができます。 欧州議会の小型モジュール炉に関する調査で強調されているようにこの安定性は、安定した供給を必要とする産業用途にとって非常に重要です。
シミュレーターがクリーンエネルギーの未来を準備
しかし、なぜNuScale社は世界で初めて、小型モジュール原子炉シミュレーターに水素製造を完全に統合した企業となったのでしょうか？その答えはトレーニングにあります。 このシステムはオペレーターとエンジニアの訓練に使用されます これらのハイブリッド システムを管理しなければならない人々。
このシミュレーターを使えば、リスクなしで極端なシナリオをテストできます。例えば、水素需要が急激に減少したらどうなるでしょうか？RSOFCセルのメンテナンス中、システムはどのように動作するでしょうか？このシミュレーターを使えば、最初の商用プラントを建設する前に、あらゆる疑問に答えを見つけることができます。
小型原子炉からの水素 vs. 再生可能エネルギーからの水素
確かに、「原子力も再生可能エネルギーだ」と言う人もいるでしょう。私は同意しません。廃棄物の問題がある限り、皆さんは自由に考え、私の発言に反論して構いませんが、私の考えは変わりません。これは原子力に賛成か反対かの問題ではなく、物事をありのままに呼び、読者を嘲笑しないという問題です。とはいえ、小型モジュール炉が水素経済に参入することで、状況は変わります。 この分野におけるイタリアのイノベーションについてお話しした際にも述べたようにグリーン水素の生産には、大規模なインフラと巨額の投資が必要です。小型原子力発電は、占有スペースが少なく、継続的な生産が可能で、水素1トンあたりのコストが低くなる可能性があるという代替案を提供します。
NuScaleの技術は再生可能エネルギーに取って代わるものではなく、それらを補完するものです。風力発電と太陽光発電のピーク時には水素を貯蔵することができ、風力発電と太陽光発電が停止した場合でも、小型モジュール原子炉は中断することなく生産を継続します。クリーンエネルギーの未来は、単一の技術ではなく、統合されたシステムによって築かれるでしょう。そして、小型モジュール原子炉によって生産される最初の200日XNUMXトンの水素は、ほんの始まりに過ぎないかもしれません。
