Details

Работа посвящена исследованию перспективы вовлечения действующих и возводимых атомных электрических станций в процесс крупнотоннажной выработки водорода методом электролиза воды. В работе проведен обзор тенденции перехода к водородной энергетике, проанализированы ключевые сферы потребления водорода и способы его генерации, хранения, транспортировки. Исследованы способы применения водорода в энергетике. Обоснована целесообразность получения водорода методом электролиза с привлечением располагаемой электрической мощности АЭС. Разработана методика оценки ожидаемых объемов выработки водорода на площадке АЭС методом электролиза воды, обоснован выбор потенциальных площадок размещения. Проведена оценка ожидаемого объема выработки. Разработаны новые схемные решения по включению водородопроизводящего комплекса в цикл АЭС. Разработаны имитационные модели работы электролизных установок водородных комплексов различной производительности с оценкой потенциала сбросного тепла низкого потенциала. Разработаны имитационные модели двух действующих АЭС России с включением водородного комплекса с теплоутилизационной установкой. Получен прирост мощности за счет тепла электролизных установок, что позволило увеличить возможный объем выработки водорода. Разработана методика оценки стоимости производства водородом методом электролиза на площадке АЭС, проведена оценка экономической привлекательности мероприятий по включению теплоутилизационной установки в цикл АЭС.

The paper is devoted to the study of the prospects for implementing existing and under construction nuclear power plants in the process of large-capacity hydrogen production by water electrolysis. The paper provides an overview of the trend of transition to hydrogen energy, analyzes the key areas of hydrogen consumption and methods of its generation, storage, and transportation. The ways of application hydrogen in the energy sector are investigated. The expediency of obtaining hydrogen by electrolysis using the available electrical power of nuclear power plants is substantiated. A methodology has been developed for estimating the expected volumes of hydrogen production at the NPP site by the method of water electrolysis, and the choice of potential placement sites has been justified. An assessment of the expected output has been carried out. New circuit solutions have been developed for the inclusion of a hydrogenproducing complex in the NPP cycle. Simulation models of the operation of electrolysis plants of hydrogen complexes of various capacities with an assessment of the potential of low-potential waste heat have been developed. Simulation models of two operating Russian nuclear power plants with the inclusion of a hydrogen complex with a heat recovery unit have been developed. An increase in power was obtained due to the heat of electrolysis plants, which made it possible to increase the possible volume of hydrogen production. A methodology has been developed for estimating the cost of hydrogen production by electrolysis at the NPP site, and an assessment of the economic attractiveness of measures to include a heat recovery unit in the NPP cycle has been carried out.