Table of Contents

כיצד CANDU Reactor טכנולוגיה יוצרת פלטפורמה עבור מימן נקי

העיצוב הכבד של כור מים כבדים (PHWR) הידוע בשם CANDU - קצר עבור CANada Deuterium Uranium - מופעל מסחרית מאז תחילת שנות ה-60, המציע אלטרנטיבה ייחודית לכורים מים קלים (LWRs) השולטים בציי אנרגיה גדולים של אנרגיה גרעינית, CANDUs להשתמש בדלקים טבעיים ומים כבדים (deriumoxide) כמו גם מודולרי שינוי וגם קירור מוקדם של מתקני קירור גבוהים.

היתרון הכלכלי של מים כבדים

הפיזיקה הבסיסית של CANDU מסתמכת על כלכלת הניטריון העליונה של מים כבדים. Deuterium סופגת הרבה פחות נויטרונים מאשר מימן רגיל (פרוטייום), המאפשר תגובת שרשרת של שימור עצמי עם דלק אורניום טבעי.ספיגה נויטרונים נמוכה זו מאפשרת גם טווח של מחזורי דלק מתקדמים כי LWRs לא יכול לאמץ ללא שינויים נרחבים. A CANDU יכול לפעול על ידי פעילות גופנית מעטה, אשר אינה יעילה, בתנאי צריכת דלק נוזלית דלק נוזלית, וגמישות, בתנאי צריכת דלק יעילה, ודלק, בתנאי דלק נוזלית דלק נוזלית דלק יעיל, בתנאי ש-אווירה, בתנאי ש-אווירה, בתנאי ש- CANDFX, ללא שינויים משמעותיים, ללא שינויים משמעותיים, ללא שינויים בלחץ יעיל, ללא שינויים משמעותיים, בתנאי דלק יעיל, ללא שינויים בלחץ יעיל, בתנאי דלק יעיל, ללא שינויים קלים, בתנאי דלק נוזלי, ללא שינויים קלים, בתנאי צריכת דלק נוזלית דלק נוזלי, ללא שינויים קלים, ללא שינויים קלים, ללא שינויים קלים, ודלק נוזלית דלק נוזלית דלק יעיל, ללא שינויים קלים, ודלק נוזלית דלק, ללא שינויים קלים, ללא שינויים קלים, ודלק, ללא שינויים קלים, ודלק, בתנאי צריכת דלק מופעלים, בתנאי צריכת דלק מופעלים, ו

On-Line Reדלקing and Capacity Factor Performance

תכונה מבצעית של כור CANDU היא על קו המתדלוק של קו. בעוד הכור נשאר במלוא הכוח, מחזורי דלק רובוטיים לדחוף חבילות משקעים מתוך קצה של צינור לחץ ולהוסיף חבילות טריות בשני.יכולות אלה מספקות גורמים בעלי יכולת גבוהה מאוד - לעתים קרובות מעל 90% - ומבטלים את התחזוקה הארוכה של כורכוד קבוע של 24 שעות ביממה, כלומר, שיפור יעיל של חשמל קבוע, באופן קבוע, עבור חשמל קבוע, עבור צריכת חשמל קבוע, כל הזמן, באופן קבוע, באופן קבוע, עבור חשמל קבוע, באופן קבוע, באופן קבוע, עבור חשמל קבוע, 000 חשמל קבוע, 000 חשמל קבוע, 000 קבוע, 000 חשמל קבוע, 000.

פעילות גופנית וטווח ארוך

צי CANDU יש תוכנית שיפוץ מבוססת היטב המרחיבת את חיי התפעול של הצמח עד 40 שנה. אונטריו Power Generation של דור דרינגטון, למשל, מתקדמת בלוח הזמנים ובתקציב, ומדגימה את בשלות שרשרת האספקה ויכולות ניהול פרויקטים. Bruce Power מבצעת תוכנית תחליף משמעותית דומה של רכיב מרכזי בפרויקט ה- 8-Union Investments שלה.

כלכלת מימן וקרנות גרעיניות

הידרוגן ממוקם כנושא אנרגיה תכליתי המסוגל לנפץ את המגזרים עמידים לחשמל ישיר, כולל תעשייה כבדה, תחבורה לטווח ארוך, אחסון אנרגיה עונתי של פחמן אינטנסיביות של מימן מוגדר על ידי מסלול הייצור שלה. מימן אפור מרפורמות גז טבעי בלתי מאוישת שולטת בשוק הנוכחי, בעוד מימן כחול מוסיף לכידת פחמן ואחסון.

נתיבי אלקטרוליטיזה לשילוב גרעיני

אלקטרוליזה דלת-זמנית - כולל אלקליין ופרוטון מחליפים טכנולוגיות membrane (PEM) - היא הגישה הבוגרת ביותר לפיצול מים למימן וחמצן.כאשר מופעלים רק על ידי חשמל גרעיני, מימן המתקבל ניתן לסווג כ"פינק" ונושאת כמות מינימלית של פחמן אלקטרולירס מציעים עלויות הון נמוכות יותר וחיי חיים תפעוליים ארוכים יותר, בעוד ש-PEMlys מספקים תגובה גבוהה יותר, הן מ- Cfactors.

אלקטרוליזה גבוהה-זמנית (HTSE) משתמשת תאים אלקטרוליטיים חד-חמצני מוצק הפועלים ב-700-900 מעלות צלזיוס. על ידי האכלה הן חום והן חשמל ישירות מכור, יעילות כוללת משתפרת באופן משמעותי, צמצום האנרגיה החשמלית הנדרשת לקילוגרם של מימן. בעוד כורי CANDU רגילים מספקים קיטור רווי בסביבות 260-300 מעלות צלזיוס - מתחת לטווח התפעול האידיאלי עבור HTSE - חום זה מוערך עבור תצורה אלקטרו-ת קיים אפילו עם Cevserים נרחב של קיטור.

מחזור המים המפוצלמי (Thermochemical Water Splitting Cycles)

מחזור המחקר הירוכימי מייצג מסלול חלופי המסתמך בעיקר על חום כדי להניע תגובות כימיות שמתפצלות מים.מחזור הנחושת-כלור (Cu-Cl) אטרקטיבי במיוחד לאינטגרציה עם כור CANDU, כי הוא פועל בטמפרטורות (500 עד550 מעלות צלזיוס) כי הם נגישים עם חומרים מתקדמים של דלק כבד-בקר (SCWR) עיצובים, דור IV של הפלטפורמה CAND, אפילו בטמפרטורה תרמית של CU.

גישה היברידית-חשמלית-חשמלית

מסלולים ביניים המשלבים שלבים תרמוכימיים ואלקטרוכימיים נמצאים גם בחקירה.מחזור הסולפיטור ההיברידי, למשל, משתמשים בחום של זמן רב עבור צעד תגובה אחת וחשמל עבור אחר, פוטנציאל להתאים את פרופיל הפלט של CANDU יותר מקרוב מאשר מחזורים תרמוכימיים טהורים.

כיצד CANDU Reactors Enable Industrial-Scale hydrogen Output

הביקוש העולמי למימן עולה על 90 מיליון טון מדי שנה, בעיקר לייצור מחדש ואמפוניה. הצבת מימן אפור זה עם אלטרנטיבה פחמן נמוך דורש קלטות אנרגיה גדולות ויציבות. יחידה אחת CANDU 6, עם פלט חשמל נטו של כ-700 מ"ר, יכול לייצר יותר מ - 120,000 טון של מימן בשנה באמצעות אלקטרוליזה, בהנחה צריכת אנרגיה מסוימת של 50-55h לכלי"ג, כמו C400,000 טון, 000 טון, 000 טון של ציוד תעשייתי, 000 טון, 000 טון, 000, 000 טון של חשמל מתוכנן, 000 טון של חשמל, 000 טון של חשמל בשנה, 000, 000 000 טון של חשמל, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

ייצור הידרוגן משותף מול Grid-Modelled Hydrogen

שתי תצורה ראשונית קיימת לשילוב כורים גרעיניים עם ייצור מימן.במודל משותף, תחנת החילוץ מימן בנויה בסמוך לתחנת הגרעין, ומאפשרת העברה ישירה של קיטור וחיבורים חשמליים בעלי מתח גבוה.מודל זה ממקסם את יעילות האנרגיה וסימולציות של אינטגרציה תרמית, תוך חיסול אובדן שידורים ומאפשר החלפת חום ישירה.

אפקט הדה-פחמיזציה התעשייתי

פוטנציאל הדה-פחמיזציה של מימן CANDU משתרע הרבה מעבר לדור החשמל. בקנדה, מימן המיוצר עם כוח CANDU יכול להחליף גז טבעי המשמש בחולי שמן עבור הדור הקיטור ושדרוג bitumen, באופן ישיר חיסול מיליוני טונות של פליטות CO2 מדי שנה.ב אונטריו, מימן גרעיני יכול לספק דלק נוזלי עבור תעשיית הפלדה באמצעות תהליכי ברזל מופחתים (DRI), שבו מימן יכול להחליף את הפחתת מתקני מימן כמו סוכן המימן של תאים חשמליים אחרים, קריפטומיים, כמו סרוטיקה, כמו גם מתקני Cdu, 000 גרעיניים, יכול לשמש תאים גדולים אחרים, 000, 000, 000 מקומי, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 תחנות דלק גרעיני יכול להיות מופעל על ידי תאים גרעיניים, 000 תחנות דלק גרעיניים, 000 תחנות דלק גרעיניים, 000 תחנות דלק גרעיניים, 000, 000, 000 תחנות דלק גרעיני יכול להיות מופעל על ידי תאים גרעיניים, 000 תחנות דלק כבדות, 000, 000, 000, 000 תחנות דלק כבד של קפריסין, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 תחנות דלק כבדות, 000 תחנות דלק כבד

יתרונות מרכזיים של CANDU Reactors for Hydrogen הפקה

  • (FLT:0) בטוח-Centric Design:FearLT:1) המנטרן בלחץ נמוך, קר קרקעיה, ומערכות סגורות עצמאיות רבות מספקות הגנה חזקה לעומק.הממד פועל כטביעה חום פסיבית מסיבית. בתנאים חמורים, תכונה זו מבטיחה כי דלק נשאר מגניב, תכונה חשובה כאשר יושב מתקני ייצור מימן לניהול גזים שלא ניתן למנוע את ההגנה מימן.
  • (FLT:0) On-Line Reדלקling ו- High Capacity Factor:BuildFLT ( 1 רציף פעולה מבטלת החוצה חכמים ארוכים, ומאפשר למתקן לספק גורמי יכולת מעל 92% בשנה.עבור צמח אלקטרוליטיבי בעל הון, פעולה יציבה זו משפרת את הכלכלה בהשוואה למקורות מתחדשים לסירוגין.
  • (FLT:0)Fuel Flexibility: 1FLT:1 כורים יכולים לפעול על אורניום טבעי, אורניום מועשר מעט, אורניום ממוחזר, דלקים המבוססים על thorium. גמישות זו מפחיתה פגיעות אספקת דלק ומאפשרת ייצור מימן להשתלב עם אסטרטגיות ניהול דלק מובזבז. A CANDU יכול להמשיך ייצור מימן גם אם אספקת דלק אחת היא מופרעת, להחליף אלטרנטיבה ללא שינוי כורים.
  • (FLT:0)Mature Supply Supply שרשרת האספקה והמומחיות המקומית: ההרחבה 1 (FLT:1) עם מעל 80 שנות ניסיון תפעולי ותוכנית שיפוץ מוצלחת בקנדה ובחו"ל, תעשיית CANDU מציעה ידע טכני עמוק ושרשרת אספקה יציבה, צמצום הסיכון לפריסת פרויקטים של מימן לטווח ארוך.
  • (FLT:0)Low Carbon Footprint Performance:FLT:1 Lifecycle ניתוח מראה באופן עקבי כוח גרעיני פולט כ-12 גרם CO2 שווה ערך עבור וואטה, הצבתו לצד רוח וחשמל. הידרוגן המיוצר באמצעות חשמל CANDU חום הוא בין האפשרויות פחמן נמוך זמין, עמידה בסטנדרטים דלק קפדני.

אתגרים טכניים ואינטגרציה כדי לטפל

מיצוי חום וניהול ה-Thermal Balance Management

הפעלת צמח מימן למתקן CANDU מציגה אתגרים הנדסיים.הוספת עקיפה קיטור בצד השני, כאשר מהנדס בקפידה, עשוי להפחית את התפוקה החשמלית ב 5-15% בהתאם ללחץ החילוץ וקצב זרימה. המפעילים חייבים להעריך את הסחר בין הכנסות חשמל למחזור מימן.מערכות בקרה מתקדמות נדרשות כדי לנהל איזון תרמי ולהבטיח כי איכות קיטור תישאר בתוך המעטפה המוסמך של הכור, כולל נסיעות או עומס מימן עבור תרחישים סימולציה שונים.

ניהול טריטיום במערכות מים כבדות

דור טריטיום הוא היבט טבועה של כורים מים כבדים. Neutron ההפעלה של deuterium מייצרת טריטיום במכוון ומגניב. בעוד מתקני סינון מודרניים יכולים להפחית ריכוזי tritium למתחרים רגולטוריים, עיצוב ייצור מימן חייב לשלב ניטור וטיהור צעדים אם נעשה שימוש ישירות עבור תהליכים עתירי גבוה.זה מוסיף מורכבות ועלות למפעל מימן, למרות שמודל ייצור מימן יש בדרך כלל מרכזי של מערכות טיפול Cintate סטנדרטית, באמצעות תאים קיימים.

סליחות לשילוב תעשייתי לא-חשמלי

רישיון רגולטורי למתקן גרעיני המספק חום למטרות לא חשמליות הוא עדיין שדה מתפתח. Regulators חייב לקבוע קריטריונים בטיחותיים עבור ממשק פיזי בין מתקן גרעיני לבין צמח עיבוד כימי.זה דורש להוכיח כי תאונה במתקן המימן אינה יכולה להתפשט בחזרה למתקן ולגרום לשחרור רדיולוגי (CNSC) עוסק במפיצים כדי להגדיר דרישות מתאימות, ובאופן כללי, כדי לבחון התנגשויות חדשות של אבטחה, סביר כי הוא מסייע לתקני רישוי גרעיניים (CNSCNSC) לחשיפה לתקני אבטחה חדשים.

פריחה ומכשולים לפיתוח שוק

עלות ההון של בנייה גרעינית חדשה נותרה גבוהה, ואפילו יחידות CANDU משופץ דורשות השקעה משמעותית. A משולב גרעין ומימן כרוך בהוצאות גדולות. Financing תלויות בהסכמים ברורים לטווח ארוך, הבטחת הלוואות ממשלתיות, או הכללה בשוקי אשראי דלק נקיים.שוק המימן עצמו עדיין מתפתח; תשתיות תחבורה ואחסון נשאר מוגבל, אך מחסומים אלה אינם ייחודיים למימן גרעיני והם עומדים בפני אסטרטגיות מימן מרובות, כולל מרכזי פיתוח בנק לאומי, כולל תשתיות פיתוח לטווח ארוך, כולל תשתיות תחבורה וביטוח לאומי.

מיזמים ומחקרים מתקדמים

אסטרטגיית המימן של קנדה, שפורסמה על ידי FLT:0 (Natural Resourcesisches CanadaFLT:1), מכירה במפורש את התפקיד של צמחי גרעין קיימים וטכנולוגיה גרעינית מתקדמת בייצור מימן פחמן נמוך.האסטרטגיה היא יעד 30% מהאנרגיה של משתמשי הקצה של קנדה מ מימן עד שנת 2050, עם חלק גדול הצפוי ייצור אלקטרוליטי (OPG) הוא לחקור באופן פעיל ייצור מימן באתרי האינטרנט שלה, Pickling ולהגדיל את הפיילוטים, ולפתח את הפיילוטים הכלכליים.

תוכנית מחקר של קנדה

למעבדות גרעיניות בקנדה (CNL) יש תוכנית ייעודית לייצור מימן מונע גרעינית.המוקד העיקרי הוא על מחזור תרמוכימי נחושת-כלור, הערכת הפוטנציאל שלו להגדלת חום CANDU. CNL הוא גם מפתח טכנולוגיות המאפשרות עבור פארקי אנרגיה היברידיים, שבו מקורות גרעיניים וחדשים משולבים לאלקטרוליטיזה.

שיתוף פעולה בינלאומי והובלת טכנולוגיה

תכנית IAEA על יישומים חשמליים של אנרגיה גרעינית FLT:0 uni-electric של אנרגיה גרעינית FLT:1 כוללת ייצור מימן כאזור טכני מפתח. Cernavoda ברומניה חקרה באמצעות יחידות CANDU שלה לחימום מחוזי ויכולה להרחיב את המומחיות הזאת לייצור מימן, תמיכה באיחוד האירופי מימן בחזרה פרויקטים טכניים. דרום קוריאה, אשר מפעילה יחידות CANDU באתר וולסמונג, מחקר גרעיני כחלק מתחום הטכנולוגיה הלאומית של CU ממשיכה לפתח את ה-CER.

עיצוב SCWR ושילוב Hydrogen

ה- Super Critical Water-cooled Reactor (SCWR) מושג, שפותח באמצעות ה-FLT:0)Generation International ForumcioFLT:1, מייצג את האבולוציה הקנדית של טכנולוגיית CANDU. על ידי שימוש במים קרירים בתנאים סופר קריטיים, SCWR מספק טמפרטורות סביב 625 מעלות צלזיוס.זה פותח מחזורים ישירות תרמימיים וחסכוניים גבוהה, בעוד שמפתחים את ה-C.

כלכלה ומיקום תחרותי של CANDU Hydrogen

עלות מימן המיוצר על ידי הגרעין תלויה בעלות המותאמת של חשמל ואת ההון של אלקטרוליסר ויעילות של CANDU, עם החיים התפעוליים הארוך שלהם ועלויות ההון המתוקן, יכול לספק חשמל בעלות שולית נמוכה מאוד, לעתים קרובות מתחת 30 $ ל-MWh. כאשר אלקטרוליטי פועל ברציפות בגורמים קיבולת גבוהה, וכתוצאה מכך מימן יכול לגשת 2 -3 $ למסלולי אנרגיה היברידיים עם קצב חום נוסף הוא משולב עם מטרות חום חם יותר.

השפעת תקנות דלק נקי ומדיניות אשראי מס

מדיניות ממשלתית ממלאת תפקיד מרכזי בכדאיות הכלכלית של מימן גרעיני.תקנות הדלק הנקי של קנדה יוצרות שוק עבור אשראי דלק פחמן נמוך, הוספת זרם הכנסות ליצרנים.חוק ניכוי האינפלציה בארה"ב כולל אשראי מימן נקי (45V) אשר מעלה עד 3.00 $ ל-Killogram עבור פליטות פחמן מתחת ל- 0.45 ק"ג ל-H2 ק"ג, המיוצר בקלות לתקני מימן, כדי לספק מנגנוני אשראי נמוכים יותר לפחמיים לפחמיים גבוהים יותר, לעומת פליטות פחמן, אשר יהיו זכאים לסיכון גבוה יותר לסיכון גבוה יותר לסיכון גבוה יותר לצריכת פחמן לסיכון גבוה יותר לצריכת פחמן לסיכון נמוך יותר לפליטת גזי פחמן לפליטת פחמן לפליטת פחמן לפליטת פחמן לפליטת פחמן לפליטת פחמן, לעומת פליטות פחמן נמוך יותר, לעומת פליטות פחמן לפליטת פחמן לפליטת פחמן ל-125 ק"מ"מ"מ-125 ק"מ עד 2030, לעומת פליטות פחמן ל-125 ק"מ עד 2030, לעומת פליטות פחמן ל-125 ק"מ לפליטת פחמן, לעומת פליטות פחמן, לעומת פליטות פחמן, לעומת ירידה של פחמן ל-125 ק"מ-125 ק"מ

השוואת מחירים ברמת הייצור לאורך נתיבי הפקה

כאשר השוואת עלויות ייצור מימן על פני מסלולים שונים, היתרונות של CANDU להיות גלוי. מימן אפור עולה כיום 1.5-2.0 ל- קילגרם אבל נושאת חבות פחמן משמעותית. מימן כחול מוסיף 0.5–1.0 $ לליטרגרם עבור תשתיות לכידת פחמן. מימן ירוק מעלויות מתחדשות $ - 7-7 לקילוגרם, בהתאם למיקום ולגורם. CANDU הוורוד ב 2 ק"ג $ 2–3 לכלולוגרם הוא עלות מימן הוא עלות פחמן- תחרותית עם עלויות עם עלייה של פחמן וסחר עם ירידה כספית עם ירידה בלחץ טבעי עם פליטה עם ירידה של גזיבית עם פחמן ודלק עם פליטה פחמן חם עם ירידה במשקל עם ירידה במשקל עם ירידה של פחמן שלילי עם פליטה פחמן שלילי עם פחמן שלילי עם ירידה במשקל נמוך יותר מאשר פחמן שלילי עם ירידה של פחמן שלילי עם ירידה של פחמן שלילי עם ירידה של פחמן שלילי עם ירידה של פחמן.

עתיד Outlook ומודל הגרעין-הידגן

ההתכנסות של הביקוש מימן, ציווי פחמן, ואבולוציה טכנולוגית גרעינית מציבה את הפלטפורמה CANDU כאבן יסוד לייצור דלק נקי. כורים קיימים יכולים להיות נסוגים עבור התחדשות, להרחיב את הערך הכלכלי שלהם ואת ההשפעה האקלים גם לתוך המחצית השנייה של המאה.פיתוח של SCWR וכורים מודולריים קטנים מתקדמים (SMRs) ירחיב עוד את טווח הטמפרטורה והאינטגרציה הזמינים עבור מימן, כמו רכזת גרעין.

גמישות תפעולית ומימון

במודל מרכז, צמחים גרעיניים מייצרים מימן בשעות ה off-peak כאשר מחירי החשמל נמוכים, לאחסן אותו ולאחר מכן להשתמש מימן מאוחסן כדי לייצר כוח שיא באמצעות תאי דלק או טורבינות ממומן-אש. גישה זו תמקסמה את ההכנסות למפעילי צמחים, לספק שירותי אחסון ברשת, וליצור מערכת אנרגיה גמישה.מרכיב אחסון מימן פועל כמשכת אנרגיה בקנה מידה גדול, המאפשרת למפעל הגרעיני להמשיך לפעול בתקופות חשמל נמוכות, תוך כדי הפעלת חשמל נמוכות, תוך כדי הפעלת חשמל.

תשתיות ונתיבי השקעות

עם צי CANDU הקיים כבר מורשה לטווח ארוך באמצעות שיפוץ, התשתית נמצאת במקום לתמוך בהתרחבות משמעותית של ייצור מימן פחמן פחמן נמוך.אתר ברוס כוח לבד, עם שמונה יחידות CANDU שלה, יכול לעגן מרכז מימן אזורי המשרת לקוחות תעשייתיים ברחבי דרום אונטריו ובתוך ארה"ב של הזדמנויות דומות ב Point Lepreau בניו ברונסרבגיון ופוטנציאליות באתרי CANDU אחרים, יחלקו את תחום המחקר והפיתוח של התעשייה, יהפוך כיום להשקעות חיוניות של Cndite.

הדרך קדימה ברורה: כור CANDU מציעים פלטפורמה מוכחת, מדרגית, וחסכונית קיימא לייצור מימן פחמן נמוך בקנה מידה תעשייתי הנדרש כדי לעמוד ביעדים אקלים. על ידי הפיכה של התפוקה המתמדת של צמחי גרעיני קיימים עם תהליכים אלקטרוליטיים יעילים ותרמוכימיים, קנדה ומדינות נוספות של CANDU יכולות לבנות כלכלת מימן שהיא אחראית מבחינה סביבתית וכלכלית.