El DOE otorga 22,1 millones de dólares a 10 proyectos de tecnología nuclear, incluida la producción limpia de hidrógeno

El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) otorgó 22,1 millones de dólares a 10 proyectos liderados por la industria para avanzar en tecnologías nucleares, incluidos dos destinados a expandir la producción limpia de hidrógeno con energía nuclear.

Los otros proyectos incluyen esfuerzos para acercar el diseño de un microrreactor al despliegue, abordar los obstáculos regulatorios nucleares, mejorar las operaciones de los reactores existentes y facilitar el desarrollo de nuevos reactores avanzados.

Esta oportunidad de financiamiento es administrada por la Oficina de Energía Nuclear (NE) del DOE. En colaboración con NE, la Oficina de Tecnologías de Pilas de Combustible e Hidrógeno del DOE proporcionará financiación y supervisión de proyectos para los dos proyectos relacionados con la producción de hidrógeno que fueron seleccionados:

General Electric Global Research, Coelectrólisis de óxido sólido a escala para la síntesis de gas de síntesis de bajo costo a partir de energía nuclear. Este proyecto completará pruebas clave de diseño de ingeniería y demostración para permitir una producción rentable y neutra en carbono de combustible sintético para aviones y diésel utilizando energía nuclear a partir de reactores de agua ligera existentes.

El proceso consta de dos pasos clave:

La tecnología de coelectrólisis de óxido sólido (SOCC) desarrollada en el Centro de Investigación de GE (GRC) convierte simultáneamente dióxido de carbono y vapor en gas de síntesis (H2:CO) a partir de calor y electricidad nucleares.

Un proceso bien establecido de conversión de gas de síntesis en combustible sintético, como la síntesis de Fischer-Tropsch, convierte el gas de síntesis en combustible líquido a un costo total proyectado de menos de $4 por galón.

Además de desarrollar el diseño de ingeniería conceptual para acoplar un reactor de agua a presión (PWR) a una planta de gas de síntesis SOCC, este proyecto demostrará la nueva tecnología SOCC a escala de 50 kW en preparación para una demostración posterior a escala de 2 a 5 MW, potencialmente a una central nuclear.

Específicamente, el equipo demostrará el funcionamiento de un sistema SOCC de 50 kW en el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) utilizando energía nuclear simulada para producir gas de síntesis a un costo que se espera que sea aproximadamente un 30 % menor de lo que es posible mediante enfoques alternativos basados ​​en energía renovable. La demostración de 50 kW demostrará que se puede lograr una producción de gas de síntesis de alta eficiencia con un bajo costo de capital utilizando la exclusiva tecnología SOCC basada en pulverización térmica de GRC.

Westinghouse Electric Company, diseños de ingeniería iniciales y estudios de investigación para integrar la producción comercial de hidrógeno por electrólisis con reactores de agua ligera seleccionados. Westinghouse y su socio del proyecto, el Laboratorio Nacional de Idaho (INL), proponen avanzar en la evaluación de la viabilidad de la electrólisis de vapor a alta temperatura (HTSE) utilizando celdas electrolizadoras de óxido sólido (SOEC) con el fin de integrar a escala comercial la producción de hidrógeno en una planta existente. Central nuclear con reactor de agua ligera (LWR).

Westinghouse liderará el desarrollo de diseños de ingeniería inicial (FEED) para la producción de hidrógeno acoplado nuclear en múltiples plantas LWR específicas de EE. UU. Se desarrollarán diseños para tecnologías de reactor de agua a presión (PWR) y de reactor de agua en ebullición (BWR), con distintos niveles de potencia que oscilan entre 20 MWe y 500 MWe. Se necesitan evaluaciones a mayores capacidades para comprender mejor los impactos asociados con plantas integradas de este tamaño e identificar posibles desafíos para su ampliación.

Además, como los diseños PWR y BWR se implementan en toda la flota nuclear de EE. UU., se necesitan evaluaciones que utilicen ambos para comprender las diferencias y crear oportunidades equitativas para la utilización nuclear más allá de la generación de electricidad.

Además de los FEED propuestos, Westinghouse ha optado por incluir dos áreas de interés especial para el estudio de investigación. Westinghouse también dirigirá múltiples evaluaciones de impacto de licencias para los diseños desarrollados durante los FEED y los esfuerzos de estudios de investigación.

Si bien la generación de hidrógeno crea oportunidades adicionales de operación flexible para las plantas nucleares, también crea consideraciones adicionales para las interconexiones de la red y los usuarios finales del hidrógeno. El proyecto buscará resolver este desafío demostrando la capacidad de los sistemas de decisión y análisis de datos de modernización de la red para permitir transacciones de energía en tiempo real con la red.

La culminación de este programa será una evaluación tecnoeconómica (TEA), dirigida por el INL, que aprovecha su experiencia y dominio de dichos análisis. Además, se realizará una evaluación de emisiones de alto nivel del ciclo de vida para evaluar el potencial de mercado y los beneficios de las opciones de proceso y los mercados que se están considerando. El objetivo de esta tarea es evaluar el caso de negocio para las opciones flexibles de plantas nucleares desarrolladas por este proyecto.

Otros proyectos. Otros equipos de proyecto seleccionados bajo esta oportunidad de financiamiento incluyen:

X-energy completará un diseño preliminar de un microrreactor para avanzar en los elementos de diseño y acercarlo a su implementación comercial.

El Instituto de Investigación de Energía Eléctrica demostrará la fabricación avanzada de pequeños componentes de reactores modulares para respaldar la cadena de suministro de EE. UU.

3M Company desarrollará un proceso de recuperación de isótopos para permitir el despliegue comercial de reactores de sales fundidas.

Constellation Energy Generation mejorará la eficiencia operativa y la flexibilidad de la actual flota de reactores nucleares.

Los últimos cuatro equipos de proyecto seleccionados superarán los obstáculos regulatorios:

RhinoCorps creará una hoja de ruta para ayudar a los titulares de licencias de reactores a evaluar estrategias defensivas e incorporar modelos y simulación en sus procesos de evaluación de seguridad.

Analysis and Measurement Services Corporation desarrollará un plan que reduzca los costos de mantenimiento y el tiempo de inactividad de la actual flota de reactores nucleares.

General Atomics apoyará los esfuerzos acelerados de prueba de combustible para otorgar licencias a los nuevos tipos de combustible que necesitan los desarrolladores de reactores avanzados para implementar sus tecnologías.

Terrestrial Energy, EE. UU. presentará informes temáticos previos a la concesión de licencias a la Comisión Reguladora Nuclear para avanzar en el desarrollo de sus reactores de sales fundidas y reducir el riesgo regulatorio para los reactores avanzados.

Publicado el 10 de mayo de 2023 en Hidrógeno, Producción de hidrógeno, Antecedentes del mercado, Nuclear, SMR | Enlace permanente | Comentarios (1)