Shell in samenwerkingsverband voor waterstofproductie met kleine modulaire reactor

Shell heeft een overeenkomst getekend voor een samenwerking op het gebied van de productie van waterstof met een aantal Amerikaanse ondernemingen, waaronder NuScale, als ook met het Amerikaanse kernenergieonderzoekcentrum INL ˚). Het doel is om een schoon waterstofsysteem te ontwikkelen en te demonstreren, dat zich naast een kleine modulaire reactor (SMR) bevindt. Een aantal van die SMRs vormen tezamen de kerncentrale, die NuScale heeft ontwikkeld en die VOYGR heet. Het precieze aantal kernreactoren is afhankelijk van de behoefte van de klant. Een eerste VOYGR is in aanbouw op het terrein van INL.

Het waterstofsysteem is een economisch geoptimaliseerd Integraal Energie Systeem (IES). Het bestaat uit een reversibele vaste-oxidebrandstofcel ˚˚). Dat type brandstofcel kan twee richtingen uit werken. De cel kan met elektrolyse waterstof produceren uit elektriciteit en water, maar het kan ook net als een gewone brandstofcel elektriciteit produceren uit waterstof en de zuurstof uit de lucht. Voor elektriciteitsproductie is de werktemperatuur van dit soort brandstofcellen hoog, tussen 800 en 1000 Celsius, evenals het omzettingsrendement van ongeveer 60%. Voorts produceert de brandstofcel oververhitte stoom. Als je die stoom omzet in elektriciteit, dan neemt het rendement van het systeem toe tot meer dan 70%. Het cyclusrendement van de productie van waterstof en daarna weer van elektriciteit komt daardoor voor een niet geïntegreerd systeem uit op circa 55%.

Het eerste voordeel van de toevoeging van een Integraal Energie Systeem aan de kerncentrale is de grote mate van flexibiliteit. In perioden van een productieoverschot van elektriciteit, bijvoorbeeld als er veel aanbod van wind– en zonnestroom is, produceert de centrale tijdelijk waterstof, die de opslagfaciliteit in gaat. De centrale hoeft niet terug te regelen en kan gewoon doordraaien. Als de elektriciteitsvraag hoog is, dan vindt de stroomproductie, in aanvulling op die van de kernreactoren, plaats met de brandstofcel door de waterstofvoorraad aan te spreken. Het tweede voordeel is, dat – door de integratie van de reactor en het Integraal Energie Systeem, alsook door het feit, dat de reactor voor de waterstofproductie aan de omgekeerd werkende brandstofcel zowel warmte als elektriciteit levert – het werkelijke cyclusrendement veel hoger ligt dan de genoemde 55%.

Voor het bepalen van de dynamische eigenschappen van het Integraal Energie Systeem zal NuScale de simulator van de regelzaal aanpassen.

De plaatsvervangend directeur voor Onderzoekstrategie van Shell vatte het standpunt van zijn maatschappij over de nieuwe samenwerking als volgt samen. Hij zei verheugd te zijn deel uit te maken van het nieuwe samenwerkingsverband, omdat het in lijn is met het streven om technologieën te ontwikkelen, die het in potentie in zich hebben het gebruik van koolwaterstoffen te verminderen en de energietransitie te ondersteunen.

Klik hier voor meer informatie over VOYGR, dat elders op de website staat.

Meer informatie over de samenwerking:
https://www.nuscalepower.com/en/news/press-releases/2022/nuscale-power-signs-research-collaboration-agreement-for-clean-hydrogen-production

˚)  INL: Idaho National Laboratory
˚˚) Engels: Reversibel Solid Oxide Fuel Cell (RSOFC)

Terug naar het nieuwsoverzicht