Narodowe Centrum Badań Jądrowych koordynuje współpracę 21 instytucji naukowych i firm, które planują wykorzystać energię jądrową do produkcji ciepła na potrzeby przemysłu.

Projekt prowadzony przez NCBJ nazywa się Nuclear Cogeneration Industrial Initiative – Research (Inicjatywa Przemysłowa na rzecz Kogeneracji Jądrowej – Badania, w skrócie NCI2-R). To jeden z kilku programów realizowanych przez europejską Platformę Technologiczną Zrównoważonej Energetyki Jądrowej, która stawia sobie za cel rozwój nowoczesnych technologii nuklearnych. Taką technologią jest właśnie kogeneracja jądrowa, która umożliwi zastosowanie energii z atomu nie tylko w energetyce, ale także w przemyśle chemicznym, petrochemicznym czy górnictwie.

Dziś reaktory jądrowe są wykorzystywane niemal wyłącznie do produkcji prądu. Ciepło powstające w trakcie reakcji jądrowej podgrzewa wodę, która zmienia się w parę i napędza turbinę generatora. Jednak powszechnie stosowane reaktory wodne są w stanie wytworzyć parę o temperaturze nieprzekraczającej 300 stopni C. Tymczasem w procesach przemysłowych temperatura pary musi być przynajmniej dwa razy wyższa. Aby ją uzyskać konieczne jest zastosowanie reaktora wysokotemperaturowego, w którym do chłodzenia nie stosuje się wody, ale gaz np. hel.

Sprawdzona technologia

Takich reaktorów powstało już sporo, także w Europie, jednak większość z nich była tylko prototypami. Uczestnicy projektu NCI2-R, którego inauguracja odbyła się 10 października w Warszawie, uważają, że warto wykorzystać zebrane już doświadczenia w praktyce. Po pierwsze, wytwarzanie ciepła w reaktorze ma wszystkie zalety jądrowej produkcji elektryczności – nie powoduje żadnych emisji i stabilizuje cenę energii dzięki niewielkiemu udziałowi paliwa w kosztach produkcji. Po drugie, pozwala ograniczyć zużycie paliw kopalnych. Ciepło może być użyte na przykład do gazyfikacji węgla a następnie produkcji paliw syntetycznych lub wodoru używanego w przemyśle rafineryjnym, nawozowym oraz syntezie organicznej. Obecnie źródłem wodoru dla polskiego przemysłu jest przede wszystkim gaz ziemny, który trzeba importować. Upowszechnienie reaktorów wysokotemperaturowych pozwoliłoby więc poprawić bezpieczeństwo energetyczne a jednocześnie wykorzystać krajowe zasoby węgla.

Im bardziej gorąca para, tym więcej ma zastosowań. Wraz ze wzrostem temperatury, rośnie też efektywność energetyczna wielu procesów przemysłowych. Problem w tym, że dotychczas testowane reaktory wysokotemperaturowe pozwalały pogrzać parę do celów przemysłowych do temperatury ok. 550 stopni C, co ogranicza potencjalne wykorzystanie urządzenia. Najlepiej byłoby podnieść temperaturę, ale reaktory, które na to pozwalają, wymagają jeszcze wielu prac badawczych. Wykorzystanie sprawdzonych modeli pozwoliłoby, zdaniem uczestników NC2I-R, zbudować pokazowy „przyzakładowy” reaktor jeszcze w przyszłym dziesięcioleciu. Tu pojawia się kolejna trudność związana z uzyskaniem certyfikatów bezpieczeństwa. Elektrownie  jądrowe buduje się raczej z dala od fabryk, w przypadku kogeneracji reaktor musiałby działać w bezpośredniej bliskości zakładu odbierającego ciepło.

Strategiczne decyzje

Rozwiązanie tych trudności jest podstawowym zadaniem NC2I-R. W ramach projektu mają zostać przygotowane modele biznesowe dla kogeneracji jądrowej i scenariusze wdrożenia, w tym wybór najlepszej technologii reaktora oraz zakładu, przy którym powstanie reaktor pokazowy. NC2I-R będzie realizowane przez 24 miesiące. Budżet projektu wynosi 2,5 mln euro, z czego 1,8 mln to dofinansowanie UE.

Źródło: opracowanie własne

Share on FacebookTweet about this on TwitterGoogle+Print this page