Производство водорода с использованием атомной энергии

Необходим энергоноситель, который сравнительно легко можно было бы хранить и транспортировать с умеренными потерями. Водород — это тот энергоноситель, который, не обладая недостатками тепла атомного реактора и электроэнергии, соответствует по масштабам своего производства и потребления самым крупным из мыслимых атомных энергетических установок. Как видно из табл. 8.14, структура потребления энергоресурсов к 2000 г., по прогнозным оценкам [11 ], довольно резко сдвигается в сторону роста доли атомной энергии. Можно полагать, что эти прогнозные оценки будут в дальнейшем изменяться в сторону еще более внушительного роста доли атомной энергетики в общем мировом балансе потребления энергоресурсов в связи с расширением областей использования атомной энергии и уменьшением доли нефти и газа в общем балансе. [c.424]

Использование угля в промышленных целях и для отопления идет на убыль (кроме металлургии и производства электричества), ему конкурентны атомная энергия, гидроэнергия, энергия природного газа, солнечная, геотермическая энергии, а также энергия ветра. Если бы не офаничения охраной окружающей среды, характеристики угля были бы наилучшими Однако сегодняшние нормы выбросов для электростанций в развивающихся странах вынуждают переходить на новые технологии, более дорогостоящие, а это уменьшает экономические преимущества энергии на угле (особенно по сравнению с природным газом). При производстве электроэнергии с использованием угля выбросов оксида углерода СО2 в 2 с лишним раза больше, чем от природного газа это объясняется очень низкой тепловой способностью угля при соотношении углерода и водорода (С Н). [c.146]

Этот метод получил применение в ряде стран, обладающих значительными ресурсами дешевой гидроэнергии. Наиболее крупные электрохимические комплексы находятся в Канаде, Индии, Египте, Норвегии, но созданы и работают тысячи более мелких установок во многих странах мира. Важен этот метод и потому, что он является наиболее универсальным в отношении использования первичных источников энергии. В связи с развитием атомной энергетики возможен новый расцвет электролиза воды на базе дешевой электроэнергии атомных электростанций. Ресурсы современной электроэнергетики недостаточны для получения водорода в качестве продукта для дальнейшего энергетического использования. Если электроэнергию получать за счет наиболее дешевой атомной энергии, то при КПД процесса получения электроэнергии, равном 40 % (в случае быстрых реакторов-размножителей) и КПД процесса получения водорода электролизом даже 80 %, полный КПД электролизного процесса составит 0,8-0,4 = 0,32, или 32 %. Далее, если предположить, что электроэнергия составляет 25 % полного производства энергии, а 40 % электроэнергии расходуется на электролиз, тогда вклад этого источника в общее энергообеспечение составит в лучшем случае 0,25Х X 0,4-0,32 = 0,032, или 3,2 /о- Следовательно, электролиз воды, как метод получения водорода для энергоснабжения может рассматриваться в строго ограниченных рамках. Однако как метод получения водорода для химической и металлургической индустрии его следует иметь на технологическом вооружении, поскольку при определенных экономических условиях он может быть использован в крупнопромышленном масштабе [31]. [c.292]

Открывается перспектива для новой энергетики с использованием эффективных водородных турбин или мощных топливных элементов при системе распределения водорода в качестве энергоносителя. Водород генерируется из воды с использованием источников атомной энергии, местонахождение которых может быть в любой удаленности от энергетических центров. Создается чистая энергетическая система, которая охватывает все многообразие процессов преобразования неорганических источников энергии, причем продуктами этой системы являются водород и электричество. Основой такой системы является процесс производства водорода из воды в замкнутом термохимическом цикле. [c.351]

Таблица 11.21. Стоимость водорода при различных методах его производства на базе использования тепловой энергии атомного реактора [564]

В связи с прогнозируемым истощением запасов нефти и природного газа к концу нашего столетия во всех промышленно развитых странах проводятся работы по изысканию заменителей углеводородных топлив. Предполагается, что к началу XXI в. атомная энергия станет основным источником производства электроэнергии. Однако электроэнергия обладает тем недостатком, что ее нельзя хранить и при передаче на дальние расстояния часть электроэнергии теряется. Среди других источников энергии, использование которых возможно в ближайшем будущем, наиболее перспективным является водород. Преимущества использования водорода в качестве топлива кратко сводятся к следующему [c.117]

Как следует из таблицы, наибольшим к.п.д. обладает процесс паровой каталитической конверсии природного газа под давлением. Использование энергии, вырабатываемой на атомных электростанциях, повышает к.п.д. процессов производства водорода. [c.264]

Имеющиеся экономические характеристики процессов получения водорода, так же, как и прогнозные оценки стоимости основных видов горючего, конечно, носят приближенный характер. Однако из всего многообразия оценок можно выделить характерные тенденции, что и сделал в своей обзорной работе Чао [576]. На рис. 11.5 приведены зависимости стоимости производства водорода от стоимости основных видов горючего (уголь, нефть, природный газ, атомная энергия) с 1970 до 2020 г. Этот график составлен на основе ряда литературных источников и передает основную тенденцию, в соответствии с которой водород, получаемый с использованием атомной энергии, после 1990 г. станет более дешевым горючим, чем нефть и газ. А из всех методов получения водорода наиболее экономичным будет термохимический метод разложения воды. Далее указывается, что при капитальных вложениях в ядерные реакторы 60 долл/кВт (терм.) капитальные вложения в установку по производству водорода термохимическим методом составят 80 долл/кВт (терм.) против 40 долл/кВт для установок обычного парового риформинга углеводородов, очень чувствительных к ценам на исходное сырье [883, 884]. Если ВТГР и промышленная установка термохимического разложения воды будут строиться только для нужд аммиачного производства, то для получения 1,5 млн. т/год аммиака потребуется реактор мощностью 800 тыс. кВт(эл.). [c.585]

Предполагают, что производство водорода электролитическим способом из воды или с использованием термохимических процессов разложения воды может послужить основой для создания глобальной энергетической системы, в которой водород, производимый на базе энергии мощных атомных станций, транспортировали бы по трубопроводам к местам потребления энергии и сжигали для получения необходимой тепловой энергии или использовали для получения электроэнергии на тепловых электростанциях или установках прямого превращения химической энергии в электрическую [3,11—15]. [c.13]

Чрезвычайно интересным и важным является использование в промышленности энергии, выделяемой при различных превращениях атомных ядер или при синтезе ядер водорода в ядра гелия. Сейчас внутриядерная энергия используется для производства электрической энергии на атомных электростанциях. В научно-исследовательских лабораториях и на промышленных предприятиях различные радиоактивные материалы применяются для аналитических целей и контроля производства- Все большее распространение получают радиационно-химические процессы, в которых радиоактивные излучения используются для осуществления химических реакций — полимеризации, полу- [c.44]

Разработка указанных выше основных процессов и аппаратов, а также других прогрессивных методов разделения и очистки веществ стимулируется непрерывно расширяющимся за последние годы промышленным использованием атомной энергии, значительным развитием производств изотопов некоторых элементов (урана, водорода и др.), полупроводниковых материалов, мономеров, полупродуктов для синтетических материалов и т. д. Эти отрасли новой техники предъявляют повышенные требования к чистоте продуктов я четкости разделения смесей. Для решения подобных проблем разрабатываются процессы пленочной ректификации, молекулярной дистилляции (глава XII), экстракционного разделения (глава XIII) и другие. [c.12]

Промышленное производство тяжелой воды в значительных количествах впервые было организовано в Норвегии на заводе электролиза воды фирмы Норск-Гидро (в Рьюкане) незадолго перед второй мировой войной. В связи с развитием работ по использованию атомной энергии производство тяжелой воды было организовано в ряде стран. На стадии начального концентрирования использовалась ректификация воды и сочетание электролиза с каталитическим и фазовым изотопным обменом на стадии конечного концентрирования применялся электролитический метод Затем в ряде стран были разработаны и внедрены другие более экономичные методы Однако, несмотря на применение таких методов производства тяжелой воды, как низкотемпературная ректификация водорода и двухтемпературный обмен между НгЗ и Н2О, электрохимические методы концентрирования сохраняют практическую целесообразность в тех случаях, когда, исходя из местных экономических условий, выгодно получение больших количеств водорода электролизом воды. При этом тяжелая вода может являться побочным продуктом [c.238]

В Японском институте атомной энергии [602] проведены исследования, которые показали, что при добавке к газу пропана и пропилена (до 1 %) достигается повышенный выход СО и не образуется радиоактивный углерод. Выход СО составляет 7,8 молекул на 100 эВ. Таким образом, хемо-ядерный реактор для производства водорода через СОг состоит из трех контуров. Первый контур — собственно хемоядерный реактор для радиолиза СОг, второй — служит для получения электрической энергии при использовании тепла нагретых газов и третий — для конверсии СО водяным паром и получения водорода [989—992]. [c.411]

Промышленный электросинтез, по-видимому, может стать весьма актуальным лет через 20, в начале XXI в., чему будут способствовать следующие факторы переход на водород как носитель энергии вместо нефти и каменного угля, необходимость создания безотходных технологий для предотвращения загрязнения окружающей среды, создание широкой сети атомных электростанций, которые дадут не только необходимую электроэнергию, но и послужат стимулом развития радиационной технологии, во многих отношениях родственной электрохимической технологии. В настоящее время следует идти по пути внедрения методов электросинтеза в тонкую химическую технологию (например, в производство лекарственных препаратов, витаминов и т. д., их полупродуктов, электрохимическое снятие защитных групп в синтезе природных соединений, например пептидов, сахаров и т. д.) и в технологию мономеров и полимеров (в этом отношении интересен, например, разработанный английскими учеными процесс анодного ацетамидирования углеводородов путем использования ионообменных смол — электрохимические реакции волков и овец ), а также создания теоретических основ органической электрохимии и нахождения новых реакций. [c.210]

Метанол можно 1синтез1ировать также при взаимодействии водорода и углекислого газа. Водород получают электролизом воды или растворов солей с использованием энергии атомных электростанций, а углекислый газ — в качестве побочного продукта при производстве извести [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология