Příklad využití vodíku vyrobeného pomocí jaderné energie

Vodík je palivem a pohonnou hmotou budoucnosti – je využitelný nejen v chemických a průmyslových továrnách, ale i jako pohon dopravních prostředků. Například sdružení firem pod vedením francouzské EDF nedávno získalo od britské vlády finance na vypracování studie proveditelnosti využití jaderné energie k přípravě vodíku pro výrobu asfaltu a cementu.

Britské ministerstvo obchodu, energetiky a průmyslové strategie (BEIS) přidělilo společnosti Bay Hydrogen Hub 400 000 liber (475 800 dolarů) na vypracování studie proveditelnosti projektu Hydroen4Hansen. Sdružení zahrnuje výrobce stavebních materiálů Hansen UK, National Nuclear Laboratory (NNL), Hynamics (společnost skupiny EDF, vyvíjející vodík), EDF R+D, EDF Generation a CERES Power, vyvíjející vodík. Cílem je prokázat realizovatelnost výroby vodíku elektrolýzou na bázi technologie pevného oxidu (SOEC). Tepelná energie a elektřina pro tento proces by se získávala z jaderné elektrárny Heysham v hrabství Lancashire. Vyráběl by se tak „nízkouhlíkový“ a ekonomicky výhodný vodík (dosud se většina používaného vodíku vyrábí parním reformingem zemního plynu, což je proces uvolňující z fosilního paliva nežádoucí CO₂). Získaný vodík by se měl skladovat ve speciálních kompozitních nádržích příští generace a využít pro výrobu asfaltu a cementu ve společnosti Hansen UK. Nová technologie zvýší efektivitu výroby o 20 % ve srovnání s konvenční elektrolýzou. 

SOEC (solid oxide electrolyzer cell) 

Elektrolytický článek SOEC funguje podobně jako jiná elektrolytická zařízení – elektrický proud rozkládá vodu na vodík a kyslík. Obě elektrody článku jsou však v pevném skupenství a pevný je i elektrolyt mezi nimi, v němž se pohybují ionty. Pevný elektrolyzér SOEC pracuje při vysokých teplotách a s nižší spotřebou energie, protože si doplňuje energii z tepla. Elektrody jsou vyrobené z perovskitu (CaTiO₃, oxid vápenato-titaničitý), článek pracuje při teplotě 700 °C a při elektrickém napětí 1,5 V vyrobí 1,9 litru vodíku za hodinu, je tedy asi čtyřikrát účinnější než stávající systémy.  

Projekt pro celou Británii 

Předpokládá se, že vypracování studie a ověření technologie proběhne v letech 2023 až 2025. Projekt by měl mít klíčový význam pro následnou dekarbonizaci výroby asfaltu i cementu asi ve 250 lokalitách v celém Spojeném království. Dekarbonizace průmyslu má umožnit přechod na bezemisní ekonomiku a jaderná energie je logickým řešením tohoto problému. EDF (Electricité de France, provozovatel jaderné elektrárny Heysham) chce prokázat, že jaderná energie může přispět nejen k výrobě elektřiny, ale také k dodávkám vysokopotenciálního tepla. Používání vodíku k výrobě asfaltu nebylo ještě nikde na světě vyzkoušeno. 

Heysham 

V lokalitě jsou dvě elektrárny Heysham 1 a Heysham 2, každá se dvěma zdokonalenými vysokoteplotními reaktory AGR (Advanced Gas-cooled Reactor, vlastní britský projekt; užívá grafit jako moderátor a oxid uhličitý jako chladivo). Heysham 1 (2 × 625 MW) byla uvedena do provozu v roce 1983 a má být trvale vyřazena z provozu v březnu 2024. Heysham 2 (2 × 680 MW) byla uvedena do provozu v roce 1988 a ukončí svůj provoz v roce 2028. 

Zdroj: World Nuclear News, 16. 11. 2022: Nuclear-generated hydrogen considered for asphalt generation.