Die Produktion von sauberem Wasserstoff war schon immer mit einem Problem verbunden: Um wirklich nachhaltig zu sein, sind enorme Mengen sauberer Energie erforderlich. NuScale Mit seinem SMR, kurz für „Small Modular Reactor“, einem modularen Mini-Kernreaktor, hat das Unternehmen möglicherweise die ultimative Lösung gefunden. Das Unternehmen hat einen Simulator entwickelt, der demonstriert, wie sich mithilfe von Kernwärme und -strom täglich über 200 Tonnen Wasserstoff produzieren lassen. Eine Technologie, die grünen Wasserstoff im industriellen Maßstab endlich wettbewerbsfähig machen könnte.
Was bedeutet es, einen modularen Mini-Kernreaktor zu „simulieren“?
Lassen Sie uns zunächst Folgendes klarstellen: Jose Reyes, der technische Leiter von NuScale, spricht nicht von einem Computerspiel. Der am Standort Corvallis installierte Simulator Es handelt sich um eine exakte Nachbildung der Funktionsweise eines echten kleinen modularen Reaktors in Verbindung mit Wasserstoffproduktionssystemen. Jeder Parameter, jede thermische Reaktion und jeder elektrochemische Prozess wird mit mathematischer Präzision in Echtzeit modelliert.
Ein Simulator dieser Art dient drei grundlegenden Zwecken: Testen Sie Betriebskonfigurationen risikolos, schulen Sie das Personal, das diese Systeme bedienen wird, und optimieren Sie die Prozesse vor dem eigentlichen Bau. Wie die Experten von GSE Solutions betonen, technologischer Partner des Projekts, ist dies kein theoretisches Experiment sondern eine praktische Validierung von Systemen, die über Jahrzehnte funktionieren müssen.
RSOFC-Zellen sind ein Wendepunkt für kleine modulare Reaktoren
Das Herzstück des Systems ist die reversible Festoxidbrennstoffzelle (RSOFC), eine Technologie, die im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen einen Quantensprung darstellt. Diese Zellen können in zwei Betriebsarten betrieben werden: Wenn sie Strom aus dem Mini-Modulkernreaktor erhalten, spalten sie Wasser zu Wasserstoff; wenn Strom benötigt wird, führen sie den umgekehrten Prozess durch, indem sie Wasserstoff und Sauerstoff kombinieren.
Das Geniale am NuScale SMR ist, dass er sowohl den Strom als auch die Hochtemperaturwärme liefert, die für eine hocheffiziente Wasserelektrolyse erforderlich sind. Während ein herkömmlicher Elektrolyseur einen Wirkungsgrad von 70-80 % hat, kann dieses integrierte System 90 % überschreiten. dank der Kernwärme, die den Energiebedarf des Prozesses reduziert.
Warum 200 Tonnen Wasserstoff pro Tag einen Unterschied machen
Lassen Sie uns über konkrete Zahlen sprechen. Ein einzelnes NuScale-Modul liefert 77 Megawatt Strom, von der US-amerikanischen Atomaufsichtsbehörde im Mai genehmigt, kann Produktionsanlagen mit einer Kapazität von über 200 Tonnen Wasserstoff pro Tag betreiben. Zum Vergleich: Das entspricht etwa dem Antrieb von 40.000 Wasserstoffautos oder dem vollständigen Ersatz fossiler Brennstoffe in großen Stahlwerken.
Der Wettbewerbsvorteil des modularen Mini-Kernreaktors gegenüber erneuerbaren Energien liegt in seiner Produktionskontinuität. Während Solaranlagen und Windkraft von den Wetterbedingungen abhängen, kann das Kernkraftwerk 24 Stunden am Tag, 24 Tage im Jahr Wasserstoff produzieren. Wie die Studien des Europäischen Parlaments zu kleinen modularen Reaktoren zeigenDiese Stabilität ist für industrielle Anwendungen, die eine konstante Versorgung erfordern, von entscheidender Bedeutung.
Simulator bereitet die Zukunft sauberer Energie vor
Doch warum ist NuScale das erste Unternehmen weltweit, das die Wasserstoffproduktion vollständig in einen kleinen modularen Reaktorsimulator integriert hat? Die Antwort liegt in der Ausbildung. Das System dient der Schulung von Bedienern und Ingenieuren wer diese Hybridsysteme verwalten muss.
Mit dem Simulator lassen sich Extremszenarien risikofrei testen: Was passiert, wenn der Wasserstoffbedarf plötzlich sinkt? Wie verhält sich das System bei der Wartung der RSOFC-Zellen? All diese Fragen lassen sich dank des Simulators schon vor dem Bau der ersten kommerziellen Anlage beantworten.
Wasserstoff aus Mini-Atomreaktoren vs. Wasserstoff aus erneuerbaren Energien
Ja, manche werden sagen: „Atomkraft ist auch erneuerbar.“ Dem stimme ich nicht zu. Solange es um die Abfallproblematik geht, können Sie denken, was Sie wollen, und meine Aussagen widerlegen, wie Sie wollen, aber ich ändere meine Meinung nicht. Es geht nicht darum, für oder gegen Atomkraft zu sein, sondern darum, die Dinge beim Namen zu nennen und sich nicht über die Leser lustig zu machen. Allerdings verändert die Einführung kleiner modularer Reaktoren in der Wasserstoffwirtschaft das Gleichgewicht. Wie wir bereits gesagt haben, als wir über italienische Innovationen in der Branche sprachenDie Produktion von grünem Wasserstoff erfordert eine umfangreiche Infrastruktur und enorme Investitionen. Kompakte Kernenergie bietet eine Alternative: weniger Platzbedarf, kontinuierliche Produktion und potenziell niedrigere Kosten pro Tonne Wasserstoff.
Die Technologie von NuScale ersetzt erneuerbare Energien nicht, sondern ergänzt sie. Während der Spitzenzeiten der Wind- und Solarproduktion kann Wasserstoff gespeichert werden; wenn Wind und Sonne ausbleiben, setzen kleine modulare Reaktoren die Produktion ohne Unterbrechung fort. Die Zukunft sauberer Energie wird nicht auf einer einzelnen Technologie, sondern auf integrierten Systemen beruhen. Und die ersten 200 Tonnen Wasserstoff pro Tag, die ein modularer Mini-Kernreaktor produziert, könnten erst der Anfang sein.
