ENERGETYKA, RYNEK ENERGII - CIRE.pl - energetyka zaczyna dzień od CIREWodór
Właścicielem portalu jest ARE S.A.
ARE S.A.

SZUKAJ:



PANEL LOGOWANIA

X
Portal CIRE.PL wykorzystuje mechanizm plików cookies. Jeśli nie chcesz, aby nasz serwer zapisywał na Twoim urządzeniu pliki cookies, zablokuj ich stosowanie w swojej przeglądarce. Szczegóły.


Zapomnij o energetyce; myśl o energii jądrowej
22.01.2021r. 08:07

Niezbyt często proponuje się nowy model biznesowy dotyczący obiektów jądrowych, ale niedawny wniosek o propozycje wystosowany przez brytyjską firmę Sizewell C jest pierwszym krokiem w procesie, w którym może ona zaoferować coś więcej niż tylko "energetykę jądrową".
Janet Wood przyjrzała się tym propozycjom jak elektrownia jądrowa może stać się centrum energetycznym.

Inwestując w elektrownię jądrową, masowe wytwarzanie energii elektrycznej jest standardem. Ale w dzisiejszej branży energetycznej oczekiwania są wyższe. Operator systemu potrzebuje elastyczności, aby pomóc w zarządzaniu stabilnością sieci, gdy popyt i podaż zmieniają się z minuty na minutę lub magazynowania energii przez dłuższy czas, gdy inne źródła wytwórcze nie mogą jej dostarczać. Inwestorzy chcą zwiększyć swoją stopę zwrotu, a to obejmuje wykorzystanie ciepła - zazwyczaj około 60 proc. wyprodukowanej energii - które jest obecnie rozpraszane. Świat potrzebuje zminimalizować emisję dwutlenku węgla. Ponadto, w coraz większym stopniu, lokalne zainteresowane strony chcą, aby miejscowe inwestycje oparte były na "całościowym" podejściu do energii, gdzie zasoby lokalne - czy to grunty, wiatr, umiejętności lub przemysł - są wykorzystywane do zaspokojenia konkretnych potrzeb lokalnych, a także do eksportu do użytkowników w innych miejscach, mając zarówno na celu maksymalizację wydajności, jak i zdobycie lokalnego wsparcia.

Spełnienie wszystkich tych potrzeb stanowi bardziej złożone wyzwanie dla producentów energii niż zwykła maksymalizacja produkcji, nie tylko w obszarze projektowania i budowy, ale również w codziennej eksploatacji, i być może jest to potencjalny skok naprzód dla producentów jądrowych, dla których masowa energia elektryczna i podejście "zawsze włączone" było ważną częścią oferty w przeszłości. W każdym razie, jest ono sednem nowego podejścia do obiektu jądrowego Sizewell C EPR, planowanego do budowy na wschodnim wybrzeżu Zjednoczonego Królestwa.

Nowe podejście wynika z propozycji wykorzystania ciepła z elektrowni jądrowej, które nie jest używane - stanowiąc około 60 proc. całkowitej energii generowanej w obiekcie, mówi Julia Pyke, dyrektor finansowa w firmie Sizewell C. Ta ogromna strata ciepła nie była wcześniej wykorzystywana, ponieważ temperatura wody opuszczającej zakład była odpowiednia w istocie tylko dla systemu ciepłownictwa, który generalnie ma niski poziom wykorzystania w Wielkiej Brytanii i jest szczególnie trudny do połączenia ze stosunkowo odległymi obiektami jądrowymi.

Różnica w projekcie Sizewell C sprowadza się do włączenia w obieg parowy dodatkowego zaworu lub zaworów, które pozwolą na pobieranie pary wysokotemperaturowej z turbiny.

Gdy para ta jest wykorzystywana gdzie indziej, wiąże się to z redukcją ilości wytwarzanej energii elektrycznej. Oznacza to jednak większą elastyczność systemu, a w systemie zdominowanym przez odnawialne źródła energii, gdzie w niektórych okresach występuje nadwyżka mocy, jest to dodatkowa korzyść. Będą występować okresy nadprodukcji (i spadek cen), a umożliwienie zakładowi zmniejszenia eksportu energii elektrycznej na rzecz innych produktów pozwoli mu zmaksymalizować zysk z wytwarzania ciepła lub energii elektrycznej. A dodanie produkcji wodoru do systemu energetycznego wprowadza również elastyczność w dłuższej skali czasowej.

Pyke stwierdza, że zespół projektowy Sizewell C analizuje obecnie dokładne rozmieszczenie zaworu w obiegu parowym reaktora.

Zawór musi być umieszczony tam, gdzie nie będzie to miało wpływu na bezpieczeństwo jądrowe i gdzie temperatura i ciśnienie są odpowiednie dla rozważanych zastosowań. Najgorętsze obszary mogą nie być tutaj wcale najlepsze.

Potrzeby transportu lokalnego

Jeśli nie było rynku dla ciepła niskotemperaturowego wokół lokalizacji Sizewell C, to czy będzie zapotrzebowanie dla ciepła wysokotemperaturowego? Jedną z odpowiedzi jest produkcja wodoru - i odzwierciedla to znaczenie całościowego podejścia do miejscowego systemu energetycznego.

Możliwość wykorzystania wodoru w sektorach trudnych do dekarbonizacji (tzn. redukcji emisji CO2), takich jak zastąpienie gazu ziemnego do ogrzewania domów lub napędu ciężkiego transportu, wywołuje szum w sektorze energetycznym i stwarza potencjalnie możliwość budowy nowej, dużej branży przemysłu. Wodór może być wytwarzany za pomocą reformingu parowego gazu ziemnego lub elektrolizy pary i to ten ostatni sposób przyciągnął uwagę w Sizewell. Wykorzystanie pary zamiast energii elektrycznej do osiągnięcia niezbędnych temperatur może poprawić wydajność elektrolizerów ze stałym tlenkiem (solid oxide electrolyser, SOE) nawet o 10 proc., więc połączenie nadmiaru energii z Sizewell w okresie wysokiej produkcji energii odnawialnej, z ciepłem procesowym, może umożliwić masową produkcję wodoru w niskiej cenie.

Kim są klienci tego wodoru?

Na tym obszarze wschodniego wybrzeża Wielkiej Brytanii znajdują się główne porty i przez ten region przejeżdżają tysiące pojazdów ciężarowych (HGV). Obecnie pojazdy te zasilane są głównie olejem napędowym, ale w perspektywie średnioterminowej powinny wykorzystywać bezemisyjne paliwo wodorowe. Oferują one potencjalny lokalny rynek dla wodoru wytwarzanego przy użyciu ciepła z Sizewell (podobnie jak czyni to lokalna sieć gazowa).

Budowa rynku paliwa wodorowego przeznaczonego dla transportu jest sytuacją "kura czy jajko", w której nowe stacje paliw i nowi klienci czekają wzajemnie na siebie. Ale Pyke sugeruje, że oprócz oferowania paliwa dla tych branż w długim okresie, sama faza budowy w Sizewell - i pojazdy niezbędne na miejscu budowy - mogą pomóc wystartować rynkowi paliwa wodorowego.

W tym celu EDF planuje przetestować rynek, instalując w 2022 r. elektrolizer o mocy 2 MW w zakładzie Sizewell, który może wykorzystywać energię elektryczną z elektrowni Sizewell B do produkcji wodoru na potrzeby transportu w trakcie budowy Sizewell C.

Jednostka o mocy 2 MW, wielkości kontenera transportowego, może produkować wodór z wydajnością 800 kg H2/dzień - wystarczającą do zasilania pojazdów terenowych odpowiadających 16 autobusom.

Dla EDF jest to część dekarbonizacji fazy budowy Sizewell C; dla innych jest to początek inwestycji w "wodór dla transportu", która mogłaby stanowić jądro lokalnego przemysłu. Firma Sizewell C opublikowała w listopadzie zaproszenie do wyrażenia zainteresowania, w którym zwracano się do różnych firm o kontakt. Będą miały możliwość zainstalowania i uruchomienia produkcji wodoru oraz zarządzania flotą pojazdów napędzanych wodorem - "mogą licytować na obie strony", mówi Pyke.

W dłuższej perspektywie firma Sizewell C, która poszukuje nowych inwestorów wraz z rządem Wielkiej Brytanii, EDF i chińskim CGN, będzie musiała zdecydować, czy zajmuje się produkcją paliwa wodorowego, czy po prostu dostarczaniem ciepła i energii elektrycznej dla tego procesu. Strategia ta powinna pojawić się w ciągu następnej dekady, ponieważ zapotrzebowanie Sizewell C na pojazdy napędzane wodorem wzrasta i spada oraz pojawiają się inni klienci. Zlokalizowanie pierwszego elektrolizera w pobliżu Sizewell C pozwoli na efektywne wykorzystanie wyprodukowanego wodoru. W miarę przechodzenia na skalę komercyjną, dostawca na dużą skalę prawdopodobnie będzie szukał optymalnego dostępu do ciepła i energii Sizewell w połączeniu z bliskością swoich klientów wodorowych.

Negatywny węglowo?

Możliwość pobierania ciepła o wysokiej temperaturze z Sizewell C otwiera inne perspektywy. Jednym z czynników, które może przekształcić instalację z niskoemisyjnej na ujemną pod względem emisji dwutlenku węgla w całym okresie jej eksploatacji, jest możliwość budowy instalacji do "bezpośredniego wychwytu powietrza" (direct air capture, DAC), która będzie wychwytywać dwutlenek węgla z powietrza.

Technologie z ujemną emisją CO2 (carbon negative) są atrakcyjne w Wielkiej Brytanii, dla której osiągnięcie celu zerowej emisji netto (Net Zero) będzie wymagało skompensowania części emisji. Obecnie jedyną technologią w ofercie jest wytwarzanie energii z biomasy z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla, w ramach inicjatywy prowadzonej przez zakład Drax, ale stosowanie biomasy pozostaje kontrowersyjne w Wielkiej Brytanii i wymaga przeznaczenia znacznego obszaru terenu.

Korzystanie z bezpośredniego wychwytu powietrza w Sizewell ma początkowo zrównoważyć emisję zakładu - mówi Pyke. Niezbędny będzie poziom DAC wynoszący 121000 t CO2 rocznie, co obecnie wymaga 24 GWh / rok energii elektrycznej i 240 GWh / rok ciepła o temperaturze 100 ° C - bardzo mało w porównaniu do mocy cieplnej, którą będzie dysponował zakład SZC i może stać się bardziej wydajne, gdy instalacja DAC rozpocznie pracę komercyjną.

Otrzymywany w ten sposób dwutlenek węgla wymagałby długoterminowego składowania, ale rząd brytyjski bada już składowanie dwutlenku węgla przy użyciu wyczerpanych morskich instalacji naftowych i gazowych, z których - w innym przykładzie całościowego podejścia systemowego - kilka zlokalizowanych jest u wybrzeży, w pobliżu Sizewell C.

Rząd Wielkiej Brytanii obiecał inwestycje w technologie wychwytywania i składowania (sekwestracji) dwutlenku węgla (carbon capture and storage, CCS) i 9 listopada Departament Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej (Department for Business, Energy and Industrial Strategy, BEIS) ogłosił konkurs na usuwanie gazów cieplarnianych w celu opracowania projektu demonstracyjnego DAC. W odpowiedzi firma Sizewell C pod koniec listopada opublikowała drugie zaproszenie do wyrażenia zainteresowania, poszukując firm partnerskich do opracowania i przetestowania tej technologii.

Myślenie o cieple

Gdy duża elektrownia, taka jak Sizewell, ma możliwość dostarczania ciepła procesowego - i dysponuje modelem biznesowym, który może zrównoważyć jego wartość z energią elektryczną - otwiera się wiele opcji.

Pyke sugeruje, że firmy mogą chcieć wykorzystać ciepło bezemisyjne, wodór i dwutlenek węgla do produkcji paliw syntetycznych. To mogą być czyste paliwa dla żeglugi, gdzie Sizewell C byłby "dobrze umiejscowiony do współpracy z brytyjskim przemysłem portowym w celu produkcji czystych paliw żeglugowych i pomocy Wielkiej Brytanii w uzyskaniu pozycji lidera rynku zrównoważonej żeglugi morskiej krótkiego zasięgu". Lotnictwo - kolejny trudny do dekarbonizacji sektor - to kolejna potencjalna oferta, którą nazwano "Jet Zero".

W ramach tej inicjatywy gazy syntezowe (syngas) lub inne paliwa syntetyczne (wytwarzane przy użyciu CO z CO2 wychwytywanego z powietrza i H2 z pary) są produkowane w tym samym czasie przy użyciu niskoemisyjnego ciepła i energii elektrycznej z SZC. Tak zwana "koelektroliza" jest bardziej wydajna niż pojedyncze procesy, a technologia taka już istnieje, ale nie jest jeszcze dostępna na skalę komercyjną.

Pyke mówi, że Sizewell C rozpocznie rozmowy z lokalnym przemysłem na temat ciepła procesowego. Mogą one obejmować operatorów portowych, którzy dostarczają energię do przemysłu zlokalizowanego na terenach portowych, a także zarządzają pojazdami, które będą napędzane wodorem. I wreszcie, firma ponownie patrzy na sprzedaż ciepła niskotemperaturowego firmom, takim jak plantatorzy szklarni w pobliżu elektrowni, lub jako produkt uboczny, gdzie ciepło wysokotemperaturowe będzie transportowane, aby zasilać procesy przemysłowe, firmy i domy w oddalonych lokalizacjach.

Modele biznesowe

Sizewell C nie będzie działać jeszcze przez dekadę lub dłużej, a pierwszym krokiem jest uzyskanie pozwolenia na budowę elektrowni. Jest to powolny proces w Wielkiej Brytanii, ale gdy czyni on postępy, "sprawy idą szybko", mówią Pyke i jej kolega Shekhar Sumit, szef przyszłych rynków.

Potencjał jest ogromny. W całej brytyjskiej gospodarce wodór może odblokować 18 miliardów funtów wartości dodanej brutto (GVA) do 2035 roku i wspierać 75 000 dodatkowych miejsc pracy, zgodnie z szacunkami różnych branż, podczas gdy krajowy przemysł produkcji zrównoważonych paliw może generować GVA w wysokości do 742 milionów funtów rocznie i wspierać do 5200 miejsc pracy w Wielkiej Brytanii. Kolejne 13 600 miejsc pracy mogłoby powstać na światowym rynku eksportowym dla zrównoważonych paliw lotniczych. Oferowanie kogeneracji ciepła i energii elektrycznej - oraz powiązań z innymi lokalnymi branżami - umożliwi Sizewell C wzięcie udziału w tym rynku.

Okaże się, który z projektów wymienionych przez Pyke i Sumit przejdzie od etapu pilotażowego do pracy komercyjnej, a nawet może stać się jądrem nowej branży. Najważniejsza jest idea, która wkracza do nowych modeli biznesowych. Przenoszą one elektrownię jądrową ze źródła pojedynczego produktu - energii elektrycznej - dostarczanej masowo zza wysokich ścian, niezależnie od tego, czy jest to potrzebne, czy nie. Zamiast tego model przyjmuje, że staje się ona głównym źródłem produktów energetycznych, które mogą zaspokoić lokalne i krajowe potrzeby w miarę jak się zmieniają z dnia na dzień - i takie, które mogą zaoferować klientom lokalnym i krajowym pewne rozwiązania niskoemisyjne dostosowane do ich potrzeb energetycznych - w tym energii. Daje to firmie Sizewell C możliwość zawarcia szeregu kontraktów terminowych na dostarczanie energii, ciepła, wodoru lub paliwa w zależności od tego, gdzie firma dostrzega najlepszy zwrot poniesionych nakładów i największy zysk.
NEInt

KOMENTARZE ( 9 )

Rozwiń (Pełna treść komentarza)
Autor: Choczewo 22.01.2021r. 11:09
Archiwalna technologia nie jest panaceum na kłopoty energetyki XXI wieku. To tak wystawienie fiata 126p do Rajdu... pełna treść komentarza
Odpowiedzi: 4 | Najnowsza odpowedź: 27-01-2021r. 10:52 ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI
Rozwiń (Pełna treść komentarza)
Autor: zgryźliwy 22.01.2021r. 14:03
Jest tu szereg wątków. 1. Stosunkowo często jakiś geniusz wpada na pomysł, że w elektrociepłowni prąd jest tak tani,... pełna treść komentarza
Odpowiedzi: 1 | Najnowsza odpowedź: 25-01-2021r. 09:18 ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI
Rozwiń (Pełna treść komentarza)
Autor: Eko 23.01.2021r. 19:55
Pisząc o tym, że woda chłodząc z elektrowni jądrowej nadaje się do ogrzewania wskazuje, że autorka nie odróznia pracy... pełna treść komentarza
Odpowiedzi: 1 | Najnowsza odpowedź: 24-01-2021r. 12:41 ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI
Dodaj nowy Komentarze ( 9 )

DODAJ KOMENTARZ
Redakcja portalu CIRE informuje, że publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu CIRE. Redakcja portalu CIRE nie ponosi odpowiedzialności za ich treść.

Przesłanie komentarza oznacza akceptację Regulaminu umieszczania komentarzy do informacji i materiałów publikowanych w portalu CIRE.PL
Ewentualne opóźnienie w pojawianiu się wpisanych komentarzy wynika z technicznych uwarunkowań funkcjonowania portalu. szczegóły...

Podpis:


Poinformuj mnie o nowych komentarzach w tym temacie




cire
©2002-2021
Agencja Rynku Energii S.A.
mobilne cire
IT BCE