Nieelektryczne wykorzystanie reaktorów jądrowych

Obecnie reaktory jądrowe wykorzystywane są przede wszystkim do wytwarzania energii elektrycznej. To nastawienie jednak się zmienia i co raz częściej elektrownie jądrowe pracują w pracy skojarzonej. Za takim rozwiązaniem przemawia między innymi konieczność ograniczania emisji dwutlenku węgla, rosnące zapotrzebowanie na ciepło z szerokiego zakresu temperatur, rosnąca konkurencyjność ekonomiczna elektrowni jądrowych, a także zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego danego regionu.

Idea pracy skojarzonej nie jest nowa i była rozwijana już w latach 60-tych XX wieku. Przykładem jest reaktor Agesta o mocy elektrycznej 12 MW i cieplnej 40 MW. Położony niedaleko Sztokholmu dostarczał części miasta taniego ciepła do ogrzewania. Ponadto był przez wiele lat reaktorem szkoleniowym i centrum badań. Szwajcarski reaktor Beznau działający od 25 lat jest doskonałym przykładem, że wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła do C.O. również opłaca się na terenach słabo zaludnionych. W Japonii, Stanach Zjednoczonych oraz Niemczech wytwarzano poza energią elektryczną parę o wysokich parametrach do procesów przemysłowych, czego ilustracją jest elektrownia Gösgen dostarczająca 5000 MJ/s ciepła. Znany jest również przypadek, gdy reaktor CANDU dostarczał pary do wytwórni ciężkiej wody. Obecnie możliwe jest dostarczanie ciepła do sieci ciepłowniczej, dzięki niedrogim modyfikacjom już istniejących elektrowni jądrowych. Dodatkowo budowane reaktory generacji III+ oraz IV mają w swoich założeniach pracę skojarzoną.

Wiele krajów boryka się z problemem deficytu wody, gdyż tylko 0,08% światowych zasobów wody stanowi woda zdatna i dostępna do użytku. Dla celów odsalania wystarczą reaktory małej i średniej mocy, produkujące odpowiednio 80-100 tys. m3 i 200-500 tys m3 wody. Przykładem reaktora jądrowego wytwarzającego zarówno energię elektryczną, jak i energię potrzebną do odsalania wody, jest chłodzony sodem reaktor BN-350 na neutronach prędkich w Kazachstanie, działający od 1999 roku, zdolny do produkcji mocy elektrycznej do 135 MW i wody pitnej 80000 m3/dzień. Natomiast w Japonii działa już 10 instalacji przyłączonych do reaktorów PWR, produkując dziennie 1000 – 3000 m3 wody.

Perspektywicznie elektrownie jądrowe będą wspomagały produkcję paliw do napędu pojazdów. Reaktory IV generacji, szczególnie wysokotemperaturowe, z powodzeniem będą mogły zostać wykorzystane do produkcji wodoru przy wykorzystaniu takich cyklów jak: hybrydowo – siarkowy, miedziowo – chlorowy, jodowo – siarkowy, czy też UT-3. Wobec rosnących cen ropy naftowej również realne wydają się być plany pracy skojarzonej z rafinerią węgla, gdzie będzie on upłynniany lub w dalszej przyszłości zgazowany. Jedno jest pewne – szeroki zakres temperatur pozwoli wykorzystać reaktory jądrowe do celów nieelektrycznych w wielu dziedzinach przemysłu.

Bibliografia:
[1] Jezierski G., Energia jądrowa wczoraj i dziś, Wydawnictwo. Naukowo – Techniczne, Warszawa 2005
[2] http://www.hybridpowertechnologies.com/index.html
[3] http://www.gen-4.org/Technology/horizontal/EMWG_Guidelines.pdf
[4] http://www.world-nuclear.org/info/reactors.html

Anna Przybyszewska

mgr inż. Anna Przybyszewska – absolwentka Energetyki Jądrowej, na Wydziale Energetyki i Paliw, na Akademii Górniczo – Hutniczej im. St. Staszica w Krakowie. Aktualnie studentka studiów doktoranckich na tym samym Wydziale.

Skomentuj

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *