भविष्य का ऊर्जा बुनियादी ढांचा उस बुनियादी ढांचे से बहुत अलग दिख सकता है जिस पर हम आज भरोसा करते हैं।राष्ट्रीय परमाणु प्रयोगशाला के विशेषज्ञों की एक टीम के शोध से पता चलता है कि परमाणु ऊर्जा का उपयोग करके हाइड्रोजन उत्पादन को बढ़ावा देना आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो सकता है।
यह शोध जर्नल में प्रकाशित हुआ थानई ऊर्जा का दोहन और अनुप्रयोग.
मार्क बैंकहेड, केमिकल मॉडलिंग टीम मैनेजर, शोध की पृष्ठभूमि बताते हैं, "हाइड्रोजन और हाइड्रोजन-व्युत्पन्न वैकल्पिक तरल ईंधन यूके के लिए 2050 तक शुद्ध शून्य उत्सर्जन तक पहुंचने के लिए एक प्रमुख प्रवर्तक हैं। परमाणु ऊर्जा को विभिन्न हाइड्रोजन-उत्पादक प्रौद्योगिकियों के साथ जोड़ा जा सकता है2030 के दशक तक इन प्रौद्योगिकियों के मूल्य को प्रदर्शित करने के लिए हमारी रणनीति को सूचित करने के लिए, हमने एक मॉडल विकसित किया जो उनके तकनीकी-आर्थिक प्रदर्शन में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
"थर्मोकेमिकल के प्रतिस्पर्धी फायदे हैंहाइड्रोजन उत्पादनउच्च तापमान गैस-कूल्ड रिएक्टर (एचटीजीआर) के साथ मिलकर, और हम जानते हैं कि इन प्रौद्योगिकियों को अनुकूलित करने और इस तकनीक की क्षमता का एहसास करने के लिए और अधिक काम करना बाकी है।"
दक्षता और लागत निर्धारित करने का एक नया तरीका
इन प्रौद्योगिकियों के अर्थशास्त्र को निर्धारित करने के लिए एक नए दृष्टिकोण में, एक अभूतपूर्वगणितीय मॉडलका निर्माण किया गया जो युग्मित हैपरमाणु शक्तिहाइड्रोजन-उत्पादक प्रौद्योगिकी के लिए।मॉडल विभिन्न हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकियों को युग्मित करने की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि विभिन्न परिदृश्यों की तुलना की जा सकती है।
मॉडल का निर्माण दो भागों में किया गया था।सबसे पहले, शारीरिक औररासायनिक प्रक्रियाएँविभिन्न हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकियों का मॉडल तैयार किया गया।इसने मॉडल के आउटपुट को आपूर्ति की गई ऊर्जा की प्रति यूनिट उत्पादित हाइड्रोजन की इकाइयों के रूप में व्यक्त करके इन औद्योगिक प्रक्रियाओं की समग्र दक्षता निर्धारित करने की एक नई विधि प्रदान की।मॉडल के दूसरे भाग में, दक्षता के इस माप को एक आर्थिक मॉडल में शामिल किया गया था।
एनएनएल में प्रोसेस मॉडलर केट टेलर ने इस पर काम कियाआर्थिक मॉडल, कहते हैं, "हाइड्रोजन का विक्रय मूल्य निर्धारित करने के लिए, मॉडल हाइड्रोजन संयंत्र के निर्माण और संचालन की लागत को इसकी आपूर्ति के लिए आवश्यक बिजली और/या गर्मी की लागत के साथ जोड़ता है।
"हमने यह अनुमान भी शामिल किया है कि हाइड्रोजन-उत्पादक प्रौद्योगिकी में कैसे सुधार होगा, और परमाणु रिएक्टरों का एक बेड़ा बनाने से परमाणु संयंत्रों को इन प्रौद्योगिकियों से जोड़ने के बारे में हमारा ज्ञान कैसे परिष्कृत होगा। हम प्रौद्योगिकी के बारे में अपने वर्तमान ज्ञान के आधार पर भविष्यवाणी कर रहे हैं कि भविष्य में क्या होगाविकास। और भविष्यवाणियाँ बहुत उत्साहजनक हैं।"
विभिन्न परिदृश्यों का परीक्षण
उच्च तापमान भाप इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके हाइड्रोजन का उत्पादन किया जा सकता है जिसके लिए गर्मी और बिजली दोनों की आवश्यकता होती है।इसे थर्मोकेमिकल चक्र का उपयोग करके भी उत्पादित किया जा सकता है जिसके लिए केवल गर्मी की आवश्यकता होती है।मॉडलिंग में, दोनों प्रकार की प्रौद्योगिकी को एक उच्च तापमान गैस रिएक्टर, एक उन्नत प्रकार की परमाणु ऊर्जा से जोड़ा गया था।
मॉडल से पता चला कि उच्च तापमान वाले गैस रिएक्टर के साथ युग्मित होने पर उच्च तापमान भाप इलेक्ट्रोलिसिस हाइड्रोजन उत्पादन का एक लागत प्रभावी तरीका हो सकता है, जिसकी अनुमानित लागत 1.24 से 2.14 £/किग्रा है, जबकि, थर्मोकेमिकल चक्र के लिए यह 0.89 से £/किग्रा है।2.88 £/किग्रा.
स्टीम इलेक्ट्रोलिसिस किसी भी थर्मोकेमिकल चक्र की तुलना में अधिक विकसित तकनीक है, जिसका अर्थ है कि न केवल अनुमानित लागत में कम भिन्नता है, बल्कि तैनाती भी जल्दी हो सकती है।अन्य निम्न-कार्बन ऊर्जा उत्पादन प्रौद्योगिकियों की तुलना में, जिन्हें हाइड्रोजन उत्पादन संयंत्रों के साथ भी जोड़ा जा सकता है, ये परिणाम बताते हैं कि इसमें शामिल लागतपरमाणु ऊर्जाप्रतिस्पर्धी हैं.
प्रौद्योगिकियों की तुलना के लिए मॉडल एक आदर्श प्रारंभिक बिंदु है।एनएनएल में एक प्रक्रिया मॉडलर और अध्ययन के प्रमुख लेखक क्रिस्टोफर कोनोली ने भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के मॉडल विकसित किए।वह बताते हैं कि कैसे हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकियों में विकास मॉडल में सुधार कर सकता है क्योंकि यह डेटा पर निर्भर करता है जो बताता है कि अणु कैसे घूमते हैं और हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के साथ कैसे बातचीत करते हैं।
कोनोली कहते हैं, "हाइड्रोजन उत्पादन की दक्षता की भविष्यवाणी करने का मतलब है कि आपको पानी को विभाजित करने के लिए उपयोग की जाने वाली व्यावहारिक प्रक्रियाओं को मॉडल करने की आवश्यकता है। ढूँढनाविश्वसनीय डेटासामग्री संपत्ति डिजाइन के अत्याधुनिक स्तर पर कुछ प्रक्रियाओं की गतिशीलता पर एक चुनौती हो सकती है और प्रौद्योगिकी में हर समय सुधार हो रहा है।
"उदाहरण के लिए, जब हमने उच्च तापमान वाले भाप इलेक्ट्रोलिसिस को देखा, तो हमें इलेक्ट्रोलिसिस कोशिकाओं का एक मॉडल बनाने की आवश्यकता थी जो इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक ठोस ऑक्साइड का उपयोग करते हैं। ठोस ऑक्साइड आमतौर पर येट्रिया-स्थिर ज़िरकोनिया से बना होता है, लेकिन इस ऑक्साइड की विविधताएं हैंविभिन्न डिज़ाइनों में उपयोग किया जाता है, अंततः, इलेक्ट्रोलाइट का प्रदर्शन इस बात पर निर्भर करता है कि इसे कितनी अच्छी तरह बनाया गया है।"
भविष्य का पूर्वानुमान करना
हाइड्रोजन का लागत प्रभावी उत्पादन परमाणु प्रौद्योगिकी का सिर्फ एक फायदा है।हालाँकि अध्ययन ने केवल रसायन की दक्षता का मॉडल तैयार किया हैभौतिक प्रक्रियाएँहाइड्रोजन-उत्पादन प्रौद्योगिकी के लिए, इन प्रौद्योगिकियों को परमाणु ऊर्जा से जोड़ने के अन्य फायदे हैं, जैसे हाइड्रोजन उत्पादन करने की उच्च क्षमता, उपयोगकर्ताओं के करीब बैठने में लचीलापन, और बड़े पैमाने पर तैनाती की क्षमता।परमाणु ऊर्जा एक विश्वसनीय, गैर-आंतरायिक ऊर्जा स्रोत का भी प्रतिनिधित्व करती है जो हाइड्रोजन के बफर भंडारण की आवश्यकता को कम कर देगी।
एक उच्च तापमान गैस रिएक्टर पहले से ही विकास में है और 2030 के दशक में यूके में एक प्रदर्शक की योजना बनाई गई है।अंतरिम में, अन्य प्रकार के परमाणुतकनीकीa से जोड़ा जा सकता हैहाइड्रोजनशुद्ध शून्य लक्ष्यों को पूरा करने में मदद के लिए उत्पादन संयंत्र।
अधिक जानकारी:क्रिस्टोफर कोनोली एट अल, परमाणु ऊर्जा से हीट-असिस्टेड हाइड्रोजन उत्पादन का तकनीकी-आर्थिक विश्लेषण,नई ऊर्जा का दोहन और अनुप्रयोग(2024)।डीओआई: 10.54963/neea.v3i1.234
उद्धरण:परमाणु और हाइड्रोजन-उत्पादन प्रौद्योगिकियों का युग्मन जीवाश्म ईंधन के किफायती विकल्प को सक्षम कर सकता है (2024, 23 सितंबर)23 सितंबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-09-coupling-न्यूक्लियर-हाइड्रोजन-प्रोडक्शन-टेक्नोलॉजीज.html से
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