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May 18, 2023

Produrre idrogeno per il raffreddamento nella centrale nucleare Nine Mile Point di New York ha senso

By Published In February, Nine Mile Point nuclear power station in upstate New

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A febbraio, la centrale nucleare di Nine Mile Point, nello stato di New York, ha iniziato a produrre il proprio idrogeno. Normalmente, questo sarebbe il punto in cui farei i conti e spiegherei perché questa è un'idea terribile, ma in questo caso hanno capito bene.

Allora, cosa stanno facendo e perché?

I reattori Nine Mile Point gestiti da Constellation Energy sono reattori ad acqua bollente (BWR), non i più comuni reattori ad acqua pressurizzata (PWR) nella flotta statunitense. Ce n'è uno molto vecchio e più piccolo che ha prodotto 644 MW, che è stato messo in linea nel 1969 e la cui disattivazione è prevista per il 2029. Poi ce n'è uno più grande, da 1.375 MW, che è stato messo in linea nel 1988 e la cui disattivazione è prevista per il 2046. farli avere circa 60 anni quando andranno in pensione, che è il massimo che si desidera per far funzionare un reattore nucleare. È interessante notare che in realtà nello stesso sito esiste una centrale nucleare da 813 MW di proprietà e gestione completamente diversa che zoppica a causa di sussidi e simili dopo essere stata salvata dalla morte fiscale alcuni anni fa.

I reattori Nine Mile Point utilizzano l'idrogeno come refrigerante nel loro processo, circa 560 kg al giorno. Ciò potrebbe essere vero per tutti i BWR, oppure no. Potrebbe essere vero anche per i PWR. Non sono abbastanza vicino alla tecnologia per saperlo. In ogni caso, è vero per i due reattori in questione.

Si trattava senza dubbio di idrogeno grigio prodotto dal gas naturale, a circa 10 kg di CO2e dalla perdita di metano a monte e dal processo di reforming del vapore del gas naturale. Veniva trasportato su camion, senza dubbio in cisterne molto grandi, pressurizzate e pesanti, probabilmente a 11 dollari al kg.

Si tratta di circa 6.200 dollari al giorno per l’idrogeno consegnato, ovvero circa 2,3 milioni di dollari all’anno. Le emissioni annuali di CO2e ammontavano a circa 2.000 tonnellate, un numero sufficiente per preoccuparsi.

Ad un certo punto Constellation e il Dipartimento dell'Energia si sono riuniti e hanno detto: facciamo qualcosa al riguardo. Il DOE ha stanziato 5,8 milioni di dollari, Constellation ha versato altri 8,7 milioni per completare il costo di 14,5 milioni di dollari e hanno installato un elettrolizzatore relativamente piccolo sul sito. Quando entrambi i reattori sono in funzione, assorbe 1,25 MW o circa lo 0,06% della produzione giornaliera di elettricità di 2 GW dell'impianto. Ciò è meglio inteso come un ulteriore prelievo di energia ausiliaria dall'impianto, come il funzionamento delle pompe, delle apparecchiature di monitoraggio, delle apparecchiature di gestione dell'elettricità e simili. Si tratta di un prelievo aggiuntivo molto minore dall'elettricità prodotta. Tutte le centrali elettriche hanno un assorbimento di energia ausiliaria, sebbene le centrali termiche ne abbiano di molto più grandi di quelle eoliche o solari per ovvie ragioni. Questo è alla base dell'utilizzo del contatore dell'elettricità generata localmente, quindi è al costo base di produzione.

I costi operativi e di manutenzione dei reattori nucleari statunitensi, il costo di generazione, sono di circa 38 dollari per MWh. L’elettrolizzatore da 1,25 MW assorbe circa 30 MWh al giorno, quindi i costi sono nell’ordine di 1.200 dollari al giorno con acqua, o circa 2,15 dollari al kg ignorando l’ammortamento dei costi di capitale. I prezzi all’ingrosso dell’elettricità nello Stato di New York sono balzati intorno ai 40 dollari per MWh, quindi stanno rinunciando a forse 60 dollari di entrate al giorno, un errore di arrotondamento.

Produrre il proprio idrogeno con la propria elettricità consente loro di risparmiare circa 5.000 dollari al giorno o 1,8 milioni di dollari all’anno, e di rinunciare a circa 60 dollari di entrate al giorno, o 22mila dollari all’anno. Ciò significa che si tratta di un ritorno di circa otto anni sull'investimento di 14,5 milioni di dollari, che non è niente di entusiasmante, ma la sovvenzione chiara e gratuita del DOE lo riduce a 4,5 anni.

Ciò significa che dopo il 2028 l’idrogeno eviterà i costi e aumenterà leggermente la redditività. 1,8 milioni di dollari in più ogni anno sono una buona notizia, anche se il reattore più piccolo verrà smantellato l’anno prossimo, quindi la domanda di idrogeno probabilmente diminuirà di un terzo al giorno. Questa elettricità prodotta con idrogeno a basse emissioni di carbonio evita anche circa 2.000 tonnellate di CO2e all’anno, il che è anche una buona vittoria.

Questo è un buon caso d’uso dell’idrogeno nucleare. È logico produrre idrogeno al momento della domanda utilizzando elettricità a basse emissioni di carbonio piuttosto che trasportare idrogeno ad alto contenuto di carbonio. Questo è un buon esempio dell’economia dell’idrogeno del futuro, vale a dire la sostituzione dell’idrogeno grigio e nero utilizzato nei processi industriali con idrogeno elettrolizzato al punto della domanda con elettrolizzatori opportunamente dimensionati che utilizzano elettricità stabilizzata e a basse emissioni di carbonio.