該架構的核心是可逆固體氧化物燃料電池(RSOFC),這是一種能同時發電、制氫和生產清潔水的雙功能技術。
在綜合清潔能源系統領域取得重大進展之際,紐斯凱爾電力公司(NuScale Power Corporation)與GSE Solutions公司合作,在全球首次在小型模塊化反應堆(SMR)控制室環境中啟動了首個完全集成的制氫模擬器。
該系統位于俄勒岡州科瓦利斯市的紐斯凱爾總部,標志著在展示核能驅動的高溫蒸汽電解如何實現規模化、零碳制氫方面邁出了關鍵一步。
全球首個制氫核反應堆模擬系統
該模擬器集成了包括GSE的JTopmeret和JLogic平臺在內的先進工具,能夠對日產超過200公噸氫氣的全過程進行建模。
該架構的核心是可逆固體氧化物燃料電池(RSOFC),這是一種雙功能技術,能夠同時發電、制氫和生產清潔水。
這使得紐斯凱爾的SMR生態系統成為一個多聯產能源解決方案,在一個平臺上應對工業脫碳、水資源短缺和清潔分子合成(指制氫)的挑戰。
該模擬器遠非停留在概念或實驗室階段,而是實時運行,完整復現了SMR與制氫系統之間的全部熱力和工藝相互作用。
其部署具有雙重目的:系統驗證和人才培養。紐斯凱爾計劃向學術和行業合作伙伴開放模擬器訪問權限,以支持操作員培訓和課程開發,從而有效培養能夠管理集成核能-氫能平臺的專業人才隊伍。隨著SMR從單一的電網資產轉變為多用途能源生產設施,這種能力將至關重要。在氫能領域,如此高保真度的培訓環境實屬罕見,其與核技術的集成更是前所未有。
氫能經濟中的小型模塊化反應堆
紐斯凱爾的模擬器突顯了一個更廣泛的戰略轉變:SMR的部署不僅作為電力來源,更要成為氫能和清潔燃料經濟的核心資產。雖然間歇性可再生能源歷來主導綠色制氫領域,但SMR能提供,這對于需要穩定運行基線的高溫電解系統至關重要。
通過利用核能的基荷特性,紐斯凱爾旨在建立一個更具韌性和模塊化的制氫基礎設施。該系統的模塊化和可運輸性與全球對分散式低碳工業解決方案的新興需求相契合。
此次進展緊隨紐斯凱爾先前關于擴展SMR應用的公告,包括海水淡化和制氫。此前在世界石化大會上的研究詳細說明,單個紐斯凱爾動力模塊(NPM)通過反滲透技術,每天可產生1.5億加侖(約5.68億升)清潔水,且無排放。在多模塊配置下,12個NPM可為230萬人提供清潔水,同時為40萬戶家庭供電。
該系統的一項關鍵創新在于淡化濃鹽水(濃鹽水)的再利用。通過與美國能源部太平洋西北國家實驗室合作,紐斯凱爾正在推進一種水熱化學工藝,將濃鹽水轉化為制氫原料。這消除了對傳統電解工藝的需求,減少了能源和淡水消耗。這種閉環方法通過減少含鹽廢物并實現無碳排放制氫,提供了一種生態友好的解決方案。
紐斯凱爾的模擬器項目預示著一個更宏大的計劃,即改變核能在全球向清潔能源轉型過程中的貢獻方式。通過將SMR與制氫、海水淡化及濃鹽水利用相結合,該公司正將自己定位在水資源、能源和工業可持續發展的交匯點。
“這是一舉三得(一石三鳥/三贏),”紐斯凱爾首席技術官何塞·雷耶斯博士(Dr. José Reyes)表示。“我們的創新同時、可持續地解決了水資源短缺和清潔能源這兩項緊迫的全球性挑戰。”
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