ويمكن أن يكون استخدام المحطات النووية لتوليد الحرارة والكهرباء للتطبيقات الصناعية غير الشبكية عنصرا محوريا في جهود إزالة الكربون العميقة بما يتجاوز كونها مصدرا للكهرباء الصفرية. وقد نظر المتكلمون في منتدى الطاقة العالمي الخامس لمجلس المحيط الأطلسي في الأسبوع الماضي في الكيفية التي يمكن بها للهيدروجين - والنووي - أن يسهما في جهود خفض الكربون في المناطق التي كان من الصعب حتى الآن إزالة الكربون.

المشاركون في دورة 20 كانون الثاني / يناير

وركزت الجلسة المتعلقة بالطاقة النووية لما بعد الطاقة: الهيدروجين والحرارة والتحلية على فرص تصاميم المفاعلات التي تبرد بالماء الخفيف والتي تبرد بالغاز في درجة حرارة عالية لدعم الطلب على الحرارة والكهرباء في العمليات الصناعية ، وإنتاج الهيدروجين ، وتحلية المياه لإنتاج مياه الشرب. وأدار الجلسة شانون براغ - سيتون ، وهي رائدة في مجال نظم الطاقة المتكاملة في مختبر أيداهو الوطني.

وقال براغ - سيتون إن الدراسات التي أجريت مؤخرا تشير إلى أنه بدون الطاقة النووية ، فإن التكاليف المرتبطة بتحقيق الأهداف الطموحة لإزالة الكربون الواردة في اتفاق باريس لعام 2015 ستزيد زيادة كبيرة. ويتحول ناتج الحرارة الأولي من الطاقة النووية تقليديا إلى كهرباء ويزود بالشبكة ، ولكن يمكن أيضا استخدام الحرارة الأولية لتلبية احتياجات الصناعة ، أو لإنتاج مواد وسيطة للعمليات مثل الهيدروجين يمكن استخدامها لإنتاج منتجات استهلاكية ، مثل وقود النقل. وقالت إن"استخدام الحرارة مباشرة والاستفادة من الطاقة في وقت قد لا تكون هناك حاجة إليه لتلبية احتياجات الشبكة يمكن أن يوفر أيضا لمحطات الطاقة النووية تدفقا إضافيا للإيرادات ، مما يدعم قدرتها على البقاء اقتصاديا على المدى الطويل".

وقال كيرستي غوغان ، الشريك الإداري لشركة لوسيد كاتاليست للبحوث والاستشارات ،"إن التوقعات الحالية تبين أن العالم لا يسير على الطريق الصحيح لتحقيق أهدافه بموجب اتفاق باريس"، الذي نشر في العام الماضي تقريرا يبين كيف يمكن للهيدروجين النظيف أن يساعد على تصحيح ذلك.

وقالت"إن الهيدروجين الواسع النطاق والمنخفض التكلفة هو العنصر الرئيسي الذي يمكن أن يتيح إنتاج وقود بديل نظيف يمكن أن يتيح إزالة الكربون من القطاعات التي يصعب حقا القضاء عليها مثل الطيران والشحن وإنتاج الأسمنت والصناعة". ومع ذلك ، لتحقيق هذا الهيدروجين ، يجب أن يكون رخيصًا وتنافسيًا. ونحن نقدر أن السعر المستهدف للهيدروجين يبلغ حوالي 90 سنتا لكل كيلوغرام. ولا تتوقع الإسقاطات الحالية للهيدروجين الذي يولده التجديد أن يحقق هذه التكاليف حتى عام 2050.

وقالت إن التكنولوجيا النووية القائمة يمكن أن تنتج بالفعل هيدروجين أقل من D2 لكل كيلوغرام ، ويمكن لجيل جديد من المفاعلات الصغيرة المتقدمة أن يحقق سعر 90 سنتا لكل كيلوغرام بحلول عام 2030.

وقال غوغان"إن خصائص الطاقة النووية - إنتاجها للطاقة والحرارة المنخفضة التكلفة ، إلى جانب عوامل القدرة العالية وبصمة صغيرة لاستخدام الأراضي - تجعلها مناسبة تماما للتمكين من إنتاج الهيدروجين بكفاءة عالية ومنخفضة التكلفة ، على نطاق واسع بما يكفي لأن تكون ذات صلة بإمدادات النفط العالمية ، التي تبلغ حاليا حوالي 100 مليون برميل يوميا".

وقالت إن دفع هذه الزيادة الهائلة في إنتاج الهيدروجين النظيف سيتطلب تحويل نماذج تنفيذ المشاريع ونشرها التي تتطلب نفس كثافة التركيز التي شوهدت في تطوير مصادر الطاقة المتجددة. ويمكن تحقيق تخفيضات في التكاليف على المدى القصير من خلال التحول من نهج تقليدي قائم على البناء إلى نهج قائم على الإنتاجية العالية. ويمكن تكييف القدرات والهياكل الأساسية القائمة في مجال التصنيع - مثل أحواض السفن التي تتمتع بقدرة تصنيعية عالية ويمكن أن تنتج منصات إنتاج بحرية مخصصة الغرض - مع إنتاج الهيدروجين. وقالت إن إنتاج أنواع الوقود البديلة يمكن أن يتيح نموذجا جديدا للأعمال التجارية في قطاعي النفط والغاز ، مما يتيح فرصة تجارية جديدة تماما ، مع استمرار قطاع النفط في الاستفادة من قدراته الصناعية القائمة.

يمكننا حقا تسريع إزالة الكربون العميق عبر أجزاء من اقتصادنا الذي بصراحة الآن ليس لدينا إجابات جيدة. وقالت"بحلول عام 2050 ، يمكننا أن نرى هيدروجين نظيف منخفض التكلفة يساعد على تجنب انبعاثات الكربون التراكمية العالمية الكبيرة في المستقبل من جزء كبير جدا من الوقود الأحفوري الذي كان لولا ذلك محكوما به".

دور التكنولوجيا النووية

وقال سيث غري ، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة لايتبريدج المتقدمة لتطوير الوقود النووي ،"إن المفاعلات النووية ستكون أكثر المصادر جدوى في العقود القليلة المقبلة لارتفاع درجات الحرارة اللازمة لإنتاج الهيدروجين على نحو أكثر فعالية". وقال"يمكن تسويق المفاعلات ذات درجات الحرارة العالية لإنتاج هذا ، ولكن علينا أن نبدأ بتكنولوجيا المفاعلات الحالية". ويمكننا أن نعزز كفاءة تلك المفاعلات بالوقود النووي المتقدم. وقال"يمكننا توليد الهيدروجين الآن ، مع الكهرباء بدلاً من درجات الحرارة العالية ، باستخدام تكنولوجيا المفاعلات الحالية والتحلل الكهربائي ، ويمكن أن يكون لهذه المفاعلات دفعة كبيرة في الكفاءة باستخدام الوقود المتقدم".

وقال سيمون أيرلندي ، المدير التنفيذي لشركة الطاقة الأرضية ، إنه"يجب معالجة ثلاثة عوامل حاسمة لجعل المفاعلات النووية المتقدمة تقدم أقصى مساهمة في التطبيقات غير التقليدية للطاقة النووية"، وهو يقوم بتطوير محطة الطاقة المتكاملة لمفاعل الملح المملح. هذه هي الحجم الصحيح والتكلفة والطاقة.

وقال"على سبيل المثال ، بالنسبة للتطبيقات الصناعية التي تتطلب طاقة حرارية وحرارة ، والتي يجب توريدها في الموقع أو بالقرب من المكان المطلوب"، ولكن"حتى أكبر التطبيقات الصناعية نادراً ما يكون لها حمل حراري فوق 500 إلى 000 1 ميغاواط". وقال إن مفاعل صغير يولد 200 إلى 400 ميغاواط"في المكان الصحيح"لتوفير مصدر هام للحرارة والطاقة لمرفق صناعي ، والمفاعلات المتقدمة قادرة على الحجم لتلبية هذا الطلب.

وقال إن التكنولوجيات النووية المتقدمة يمكن أن توفر الحرارة والطاقة بتكلفة اقتصادية. وقال إن التكنولوجيات النووية المسماة"جين الرابع"، وإن كانت تختلف عن بعضها البعض من الناحية التقنية ، لها شيء واحد مشترك - فهي تعمل جميعها في درجات حرارة أعلى بكثير. أولاً ، يوفر هذا وسيلة لتوليد الطاقة بكفاءة حرارية أعلى ، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة رأس المال والقدرة على توفير طاقة تنافسية من حيث التكلفة. وثانيا ، يوفر نوعية حرارية ذات صلة بالحمولة الحرارية للمرفق الصناعي.

وقال"هذه هي الفرصة المثيرة للنووية المتقدمة ، ولماذا تمنحها القدرة على تغطية نطاق أكبر بكثير من التطبيقات الصناعية وليس فقط تطبيقات الطاقة على الشبكة".

الوقت مناسب

وكان دور الشرق الأوسط في الانتقال إلى الطاقة أحد مراكز التنسيق في منتدى عام 2021. وقال محمد الحمادي ، المدير التنفيذي لشركة الطاقة النووية الإماراتية ، إن العام الماضي كان"تغيير اللعبة"للإمارات. وقال إنه مع بدء تشغيل الوحدة الأولى في محطة باراخا للطاقة النووية ، فإن المقاطعة"دخلت مرحلة جديدة من الكهرباء النظيفة والوفيرة ، وهي أيضا أكبر مساهمة في الحد من انبعاثات غازات الدفيئة في تاريخها". وعندما تصبح جميع وحدات باراخا الأربع جاهزة للعمل ، سيكون ذلك قوة دافعة للكهربة النظيفة داخل البلد وتجنب انبعاث نحو 21 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا.

وردا على سؤال عما إذا كان الوقت قد حان للنظر في إنتاج الهيدروجين في محطات الطاقة النووية القائمة ، قال الحمادي إن عوامل نجاح الهيدروجين - القدرة التقنية ، والدعم السياسي من العديد من الحكومات ، والتسعير الذي أصبح جذابا للمستثمرين من القطاع الخاص - كلها عوامل قائمة. وأشار إلى الإعلان الأخير الصادر عن شركة أبو ظبي الوطنية للنفط ، ومستثمر أبو ظبي الحكومي موبادالا ، والشركة القابضة المملوكة للدولة ADQ عن تحالف أبو ظبي للهيدروجين ، والذي وصفه بأنه"خطوة جريئة"من الحكومة لتكون في طليعة فرصة الهيدروجين. ويهدف الشركاء إلى إنشاء أبو ظبي"كقائد موثوق"للهيدروجين الأخضر والأزرق المنخفض الكربون في الأسواق الدولية الناشئة ، كما تعهدوا ببناء اقتصاد هيدروجين أخضر في الإمارات العربية المتحدة.

وقال"بعد أربع سنوات من اليوم ، سيكون لدى [ الإمارات العربية المتحدة ] ربع الكهرباء لدينا التي تولدها محطات طاقة نووية نظيفة وموثوقة". وبالإضافة إلى ذلك ، تقوم الإمارات العربية المتحدة بتركيب مصادر الطاقة المتجددة والغاز. ولذلك فإن مزيج الطاقة في الإمارات العربية المتحدة هو"النظام الإيكولوجي الصحيح"للاقتصاد والبنية التحتية ، وكذلك لوفرة الكهرباء. وسوف يوفر بيئة"ناضجة"للهيدروجين لكي ينجح.

وقال إن"الإمارات العربية المتحدة كانت متفائلة للغاية عندما يتعلق الأمر بمزيج الطاقة - النووي كان مثالا عظيما - والهيدروجين سيكون أيضا مثالا عظيما على الطريق".

بحث وكتبت من قبل أخبار العالم النووية