Details

Данное исследование рассматривает растущую глобальную потребность в чистом водороде путем оценки технико-экономической целесообразности производства водорода методом высокотемпературного парового электролиза (ВТЭ) с использованием ядерной энергии. Поскольку водород становится ключевым фактором декарбонизации, интеграция систем ВТЭ с легководными реакторами открывает перспективный путь для крупномасштабного производства водорода с нулевым уровнем выбросов. Целью исследования является оценка стоимости производства водорода в различных технических и экономических сценариях, учитывая как глобальный, так и российский контекст. В исследовании выявляются проблемы, связанные со стоимостью систем ВТЭ, и изучается степень влияния таких факторов, как капитальные затраты, эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание, эффективность системы и финансовые параметры, на приведенную стоимость водорода (LCOH). Комплексный подход объединяет модель H2A, анализ чувствительности и метод Уилкса для 59 сценариев. Результаты демонстрируют значительную изменчивость стоимости водорода: LCOH варьируется от примерно 1,90 долл. США/кг до более 10 долл. США/кг в зависимости от исходных условий. Ключевые параметры, такие как ставка дисконтирования, скорость обучения, замена стека и эксплуатационная мощность, играют решающую роль в формировании этих результатов. В данной работе подчёркивается необходимость оптимизации технологических и экономических условий для обеспечения экономически эффективного производства водорода на основе высокоэнергетических источников энергии и достижения целей глобальной углеродной нейтральности. Дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на гибридной интеграции ядерной и возобновляемой энергии и применении современных реакторов.

This study addresses the growing global need for clean hydrogen by evaluating the techno-economic feasibility of producing hydrogen using high-temperature steam electrolysis (HTSE) powered by nuclear energy. As hydrogen becomes a key enabler of decarbonization, integrating HTSE systems with light-water reactors offers a promising pathway for large-scale, zero-emission hydrogen production. The research aims to assess the cost of hydrogen production under various technical and economic scenarios, considering both global and Russian contexts. The study identifies cost-related challenges in HTSE systems and investigates the extent to which factors such as capital cost, operating and maintenance cost, system efficiency and financial parameters influence the Levelized cost of hydrogen (LCOH). A comprehensive approach combines the H2A model, sensitivity analysis, and Wilks’ method across 59 scenarios. The results show significant variability in hydrogen costs, with LCOH ranging from approximately $1.90/kg to over $10/kg depending on input conditions. Key parameters, such as discount rate, learning rate, stack replacement, and operating capacity play critical roles in shaping these outcomes. This work emphasizes the need for optimized technology and economic conditions to ensure cost-effective HTSE-based hydrogen production and advance global carbon neutrality goals. Future research should focus on hybrid nuclear-renewable integration, and advanced reactor applications.