IAEA ontwikkelt roadmap voor commerciële waterstofproductie met kernenergie

De vraag is of waterstof in vergelijking met aardgas commercieel wel aantrekkelijk is. De prijs van aardgas lag tot voor kort tussen $ 5 en $ 10 per MegaWattuur (MWh). De gasprijs is sinds het begin van de oorlog in Oekraïne fors gestegen. In de maanden april en mei 2022 lag hij tussen $ 80 en $ 100 per MWh. Het Internationaal Atoom Energie Agentschap (IAEA) deed onderzoek naar de goedkoopste methode om waterstof te produceren. De bevinding is dat elektrolyse met elektriciteit, deels opgewekt met kernenergie en deels met duurzame energie, het meest economisch is. Bij een gasprijs tussen $ 35 en $ 50 per MWh zijn aardgas en waterstof in economisch opzicht ongeveer even aantrekkelijk. Boven $ 70 per MWh is waterstof in het voordeel.

Jaarlijks bedraagt wereldwijd de productie van waterstof 90 miljoen ton. Bijna altijd gebeurt die met een chemische reactie in een reformer, waarbij stoom en methaan bij hoge temperatuur met elkaar reageren. Naast waterstof komt ook CO2 vrij. Jaarlijks is dat 900 miljoen ton.

Met waterstof zijn tal van industriële processen zo in te richten, dat ze zonder CO2-emissie verlopen. Voorbeelden daarvan zijn de productie van ijzer, staal en andere metalen, die van cement, die in de chemische industriële, alsook het transport over lange afstand en mogelijk zelfs de luchtvaart. Deze activiteiten zijn verantwoordelijk voor ongeveer 30% van de wereldwijde CO2-uitworp.

De uitkomst van de economische analyse van IAEA, in combinatie met het potentieel van waterstof om de CO2-emissie te reduceren, was voor vertegenwoordigers uit achtentwintig landen en van vier internationale organisaties aanleiding om deel te nemen aan het initiatief van IAEA om gezamenlijk een roadmap te maken voor de commerciële productie van waterstof met kernenergie. Bij zo’n roadmapproces brengt iedere deelnemer zijn kennis in, waarna afstemming plaatsvindt, de lacunes in de kennis aandacht krijgen en de deelnemers kunnen besluiten om in samenwerking hun doelstellingen te realiseren. Er is niet alleen gekeken naar de elektriciteitsproductie met de lichtwaterreactor (LWR), maar ook naar de inzet van warmte uit de Hoge Temperatuur Reactor (HTR). Waterstofproductie met elektrolyse bij lage temperatuur en met elektriciteit uit een LWR heeft, uitgaande van de warmteproductie in de reactorkern, een rendement van minder dan 30%. Bij hoge temperatuur elektrolyse (HTE) en de inzet van een HTR gaat dat rendement omhoog naar rond 50%. Zonder elektrolyse, maar met een thermochemisch proces in combinatie met een HTR is een soort chemisch kraken van water mogelijk. Het bijbehorende omzettingsrendement kan nog iets hoger uitkomen dan dat van de HTE. Er bestaan tientallen van zulke thermochemische processen. Het mogelijke rendement is afhankelijk van het desbetreffende proces. Ruim 70% is wel het maximum. Het rendement is echter niet maatgevend. Wel de kostprijs, de economie.

Japan en China hebben een prototype HTR in bedrijf. De VS heeft HTRs in ontwikkeling.

Meer informatie:
https://www.iaea.org/newscenter/news/fast-tracking-nuclear-hydrogen-iaea-to-develop-roadmap-for-commercial-deployment

Terug naar het nieuwsoverzicht