Блог

Aug 03, 2023

Производство водорода для охлаждения на атомной электростанции «Найн-Майл-Пойнт» в Нью-Йорке имеет смысл

Опубликовано в феврале. Атомная электростанция Найн-Майл-Пойнт в северной части штата Нью-Йорк.

К

Опубликовано

В феврале атомная электростанция Найн-Майл-Пойнт в северной части штата Нью-Йорк начала производить собственный водород. Обычно на этом этапе я подсчитываю и объясняю, почему это ужасная идея, но в данном случае они поняли это правильно.

Итак, что они делают и почему?

Реакторы Nine Mile Point, эксплуатируемые Constellation Energy, представляют собой реакторы с кипящей водой (BWR), а не более распространенные реакторы с водой под давлением (PWR) в парке США. Есть очень старый, меньший, мощностью 644 МВт, который был введен в эксплуатацию в 1969 году и планируется вывести из эксплуатации в 2029 году. Еще есть более крупный, 1375 МВт, который был введен в эксплуатацию в 1988 году и планируется вывести из эксплуатации в 2046 году. сделайте им около 60 лет, когда они выйдут на пенсию, и это максимум, который вы хотите, чтобы запустить ядерный реактор. Интересно, что на том же объекте на самом деле находится совершенно по-другому принадлежащая и эксплуатируемая атомная электростанция мощностью 813 МВт, которая хромает вместе с субсидиями и тому подобным после того, как несколько лет назад ее спасли от финансовой смерти.

Реакторы Найн-Майл-Пойнт используют в качестве теплоносителя водород, около 560 кг в день. Это может быть справедливо для всех BWR, а может и нет. Это также может быть справедливо для PWR. Я недостаточно близок к технологиям, чтобы знать. В любом случае, это справедливо для двух рассматриваемых реакторов.

Несомненно, это был серый водород, полученный из природного газа, с содержанием около 10 кг CO2-экв в результате утечки метана вверх по течению и процесса паровой конверсии природного газа. Его перевозили, несомненно, в очень больших, герметичных и тяжелых цистернах по цене, вероятно, 11 долларов США за кг.

Это примерно 6200 долларов в день за поставляемый водород, или около 2,3 миллиона долларов в год. Ежегодные выбросы CO2e находились в пределах 2000 метрических тонн, и этого достаточно, чтобы беспокоиться.

В какой-то момент Constellation и Министерство энергетики собрались вместе и сказали: давайте что-нибудь с этим сделаем. Министерство энергетики вложило 5,8 миллиона долларов, Constellation вложило еще 8,7 доллара, чтобы дополнить стоимость в 14,5 миллиона долларов, и установили на объекте относительно небольшой электролизер. При работе обоих реакторов он потребляет 1,25 МВт или около 0,06% от ежедневной выработки электроэнергии на объекте мощностью 2 ГВт. Лучше всего это понимать как дополнительное потребление электроэнергии на объекте, например, работу насосов, оборудования мониторинга, оборудования управления электроснабжением и т.п. Это очень незначительное дополнительное потребление электроэнергии. Все электростанции имеют вспомогательную потребляемую мощность, хотя тепловые электростанции по очевидным причинам имеют гораздо большую мощность, чем ветровые или солнечные. Это соответствует счетчику потребления местной электроэнергии, а также базовой себестоимости производства.

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание ядерных реакторов США, стоимость генерации, составляют около 38 долларов за МВтч. Электролизер мощностью 1,25 МВт потребляет около 30 МВтч в день, поэтому затраты находятся в пределах 1200 долларов США с водой в день или около 2,15 долларов США за кг, если не учитывать амортизацию капитальных затрат. Оптовые цены на электроэнергию в штате Нью-Йорк колеблются около 40 долларов за МВт-ч, поэтому они упускают, возможно, 60 долларов дохода в день, что является ошибкой округления.

Производство собственного водорода с использованием собственного электричества экономит им около 5000 долларов в день или 1,8 миллиона долларов в год и исключает около 60 долларов дохода в день или 22 тысячи долларов в год. Это означает, что речь идет о возврате инвестиций в размере 14,5 миллионов долларов примерно за восемь лет, что не является чем-то особенным, но бесплатный и понятный грант Министерства энергетики сокращает этот срок до 4,5 лет.

Это означает, что после 2028 года водород лишь позволит избежать затрат и лишь незначительно увеличит прибыльность. Дополнительные 1,8 миллиона долларов в год — это хорошая новость, хотя реактор меньшего размера будет выведен из эксплуатации в следующем году, поэтому потребность в водороде, вероятно, упадет на треть в день. Этот низкоуглеродный водород, вырабатываемый электроэнергией, также позволяет избежать выбросов около 2000 тонн CO2-экв в год, что также является хорошим достижением.

Это хороший вариант использования ядерного водорода. Имеет смысл производить водород по мере необходимости, используя низкоуглеродную электроэнергию, а не перевозить водород с высоким содержанием углерода грузовиками. Это хороший пример водородной экономики будущего, то есть замены серого и черного водорода, используемого в промышленных процессах, на водород, подвергаемый электролизу по мере необходимости, с помощью электролизеров соответствующего масштаба, использующих гарантированное низкоуглеродное электричество.