Il DOE assegna 22,1 milioni di dollari a 10 progetti di tecnologia nucleare, inclusa la produzione di idrogeno pulito

Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) ha assegnato 22,1 milioni di dollari a 10 progetti guidati dall’industria per far avanzare le tecnologie nucleari, tra cui due volti ad espandere la produzione di idrogeno pulito con l’energia nucleare.

Gli altri progetti includono sforzi per avvicinare la progettazione di un microreattore all’implementazione, affrontare gli ostacoli normativi nucleari, migliorare le operazioni dei reattori esistenti e facilitare lo sviluppo di nuovi reattori avanzati.

Questa opportunità di finanziamento è gestita dall'Ufficio per l'energia nucleare (NE) del DOE. In collaborazione con NE, l'Ufficio per le tecnologie dell'idrogeno e delle celle a combustibile del DOE fornirà finanziamenti e supervisione dei due progetti relativi alla produzione di idrogeno che sono stati selezionati:

General Electric Global Research, co-elettrolisi in scala di ossidi solidi per la sintesi di gas di sintesi a basso costo dall'energia nucleare. Questo progetto completerà la progettazione ingegneristica chiave e i test dimostrativi per consentire una produzione competitiva in termini di costi e a emissioni zero di carburante sintetico per aerei e diesel utilizzando l’energia nucleare dai reattori ad acqua leggera esistenti.

Il processo si compone di due passaggi fondamentali:

La tecnologia di co-elettrolisi a ossido solido (SOCC) sviluppata presso il GE Research Center (GRC) converte simultaneamente l'anidride carbonica e il vapore in gas di sintesi (H2:CO) dal calore e dall'elettricità nucleari.

Un processo di conversione downstream da gas di sintesi a combustibile sintetico, come la sintesi Fischer-Tropsch, converte il gas di sintesi in combustibile sintetico liquido per un costo totale previsto inferiore a 4 dollari al gallone.

Oltre a sviluppare il progetto ingegneristico concettuale per accoppiare un reattore ad acqua pressurizzata (PWR) all'impianto di gas di sintesi SOCC, questo progetto dimostrerà la nuova tecnologia SOCC su scala di 50 kW in preparazione per una successiva dimostrazione su scala di 2-5 MW, potenzialmente a livello centrale nucleare.

Nello specifico, il team dimostrerà il funzionamento di un sistema SOCC da 50 kW presso l’Idaho National Laboratory (INL) utilizzando energia nucleare simulata per produrre gas di sintesi a un costo che dovrebbe essere inferiore del 30% rispetto a quello possibile tramite approcci alternativi basati sull’energia rinnovabile. La dimostrazione da 50 kW dimostrerà che la produzione di gas di sintesi ad alta efficienza può essere ottenuta con un basso costo di capitale utilizzando l'esclusiva tecnologia SOCC basata su spray termico di GRC.

Westinghouse Electric Company, progetti ingegneristici front-end e studi investigativi per l'integrazione della produzione commerciale di idrogeno mediante elettrolisi con reattori ad acqua leggera selezionati. Westinghouse e il suo partner di progetto, l'Idaho National Laboratory (INL), propongono di promuovere la valutazione della fattibilità dell'elettrolisi del vapore ad alta temperatura (HTSE) utilizzando celle elettrolitiche a ossido solido (SOEC) allo scopo di integrare su scala commerciale la produzione di idrogeno in un sistema esistente centrale nucleare con reattore ad acqua leggera (LWR).

Westinghouse guiderà lo sviluppo di progetti ingegneristici front-end (FEED) per la produzione di idrogeno accoppiato al nucleare in specifici e multipli impianti LWR statunitensi. Verranno sviluppati progetti sia per la tecnologia del reattore ad acqua pressurizzata (PWR) che per quella del reattore ad acqua bollente (BWR), a diversi livelli di potenza compresi tra 20 MWe e 500 MWe. Sono necessarie valutazioni a capacità maggiori per comprendere meglio gli impatti associati a impianti integrati di queste dimensioni e per identificare potenziali sfide per l’espansione.

Inoltre, poiché sia ​​i progetti PWR che quelli BWR sono utilizzati nella flotta nucleare statunitense, sono necessarie valutazioni che li utilizzino entrambi per comprendere le differenze e creare eque opportunità per l’utilizzo del nucleare oltre la generazione di elettricità.

Oltre ai FEED proposti, Westinghouse ha scelto di includere due aree di particolare interesse per lo studio investigativo. Westinghouse condurrà inoltre molteplici valutazioni di impatto sulle licenze per i progetti sviluppati durante i FEED e gli studi investigativi.

Se da un lato la produzione di idrogeno crea ulteriori opportunità di flessibilità operativa per gli impianti nucleari, dall’altro crea anche ulteriori considerazioni per le interconnessioni di rete e gli utenti finali dell’idrogeno. Il progetto cercherà di risolvere questa sfida dimostrando l'analisi dei dati sulla modernizzazione della rete e la capacità dei sistemi decisionali di consentire transazioni di energia in tempo reale con la rete.