За даними індійського відомства, це перша у світі установка з виробництва водню за мідно-хлорним термохімічним циклом із використанням ядерного технологічного тепла від дослідного швидкого реактора.

Установку зарано вважати промисловим об’єктом, скоріше це демонстратор технології. Його завдання – підтвердити можливість виробництва водню з використанням ядерної енергії, накопичити експлуатаційний досвід, оптимізувати мідно-хлорний процес і підготувати подальше масштабування технології до комерційного рівня.

Технологію розробив індійський Центр атомних досліджень імені Бхабхи, а сам об’єкт створено спільно з Центром атомних досліджень імені Індіри Ганді. Установка використовує не лише електроенергію, як у звичайному електролізі, а саме тепло реактора. Це важливо, оскільки частина перспективних водневих технологій потребує високих температур, а атомні реактори нового покоління можуть забезпечувати таке тепло без викидів парникових газів.

Мідно-хлорний термохімічний цикл розглядається як один із перспективних способів розкладання води на водень і кисень, оскільки потребує нижчих робочих температур, ніж частина інших термохімічних циклів, і потенційно може мати вищу термодинамічну ефективність. Індійська сторона наголошує, що поєднання швидких реакторів із виробництвом водню може зменшити залежність від викопного палива та відкрити шлях до масштабного безвуглецевого виробництва водню.

Для Індії цей проєкт має ще й стратегічне значення. Дослідний швидкий реактор у Калпаккамі працює понад чотири десятиліття і був однією з ключових платформ для розвитку індійської програми швидких реакторів. Саме на базі цього досвіду Індія розвиває другий етап своєї трирівневої ядерної програми, зокрема прототип швидкого реактора потужністю 500 МВт.

У Європі атомний водень поки що переважно залишається не промисловим напрямом, а сферою техніко-економічних, регуляторних і безпекових досліджень. На відміну від індійського демонстратора, європейські проєкти наразі більше зосереджені на тому, як інтегрувати виробництво водню з уже наявними АЕС або майбутніми малими модульними реакторами.

Один із ключових європейських проєктів, що вже завершився, – NPHyCo, тобто «Атомна воднева когенерація», який профінансувала програма Євратом, був присвячений оцінці можливості виробництва низьковуглецевого водню на діючих атомних електростанціях. Проєкт стартував восени 2022 року і тривав два з половиною роки. Його метою було підготувати концепцію великомасштабного водневого виробництва, пов’язаного з АЕС, зокрема оцінити технічну, економічну, безпекову та регуляторну доцільність таких рішень.

Україну в NPHyCo представляла українсько-чеська група компаній Energy Safety Group. Компанія відповідала за напрям підготовки дорожньої карти впровадження. У межах цього напряму оцінювалися умови для реалізації атомної водневої когенерації в Європі та Україні, а також можливість підготовки пілотного проєкту на базі діючого енергоблоку.

За підсумками NPHyCo напрацьовано сценарії інтеграції водневої установки з майданчиком АЕС, зокрема варіанти під’єднання, використання інфраструктури станції, економічні передумови, безпекові та регуляторні обмеження. Тобто проєкт не створив промислового об’єкта, але сформував технічну основу для подальших пілотних рішень у Європі. NPHyCo фактично вивів тему атомного водню на рівень конкретних майданчиків, зокрема Рівненської та Хмельницької АЕС.

Фактично йдеться про прикладне питання: чи можна поряд з діючою АЕС побудувати водневу станцію, як її під’єднати до енергоблока, яку інфраструктуру можна використати, які регуляторні обмеження виникають і якою має бути оптимальна схема постачання електроенергії або тепла для виробництва водню.

Як писав InfoAtom, у межах NPHyCo також проаналізована нормативна та експлуатаційна документація АЕС, щоб з’ясувати, чи може майданчик атомної станції використовуватися для виробництва не лише електроенергії, а й іншої продукції, зокрема водню.

Ще один важливий проєкт – SANE, тобто «Оцінка безпеки неелектричного використання ядерної енергії». Він стартував 1 вересня 2024 року і триватиме до 31 серпня 2027 року. Загальна вартість проєкту становить 3,61 млн євро, з яких 3,49 млн євро надає Євратом. Координатором є фінський технічний дослідницький центр VTT.

SANE досліджує не лише водень, а ширший напрям – використання ядерної енергії не для виробництва електроенергії, а для промислового тепла, централізованого теплопостачання, виробництва водню та інших застосувань. У проєкті Україну представляють ДНТЦ ЯРБ та ТОВ "Енергориск", яке на сайті проєкту зазначене як ENER.

Особливість SANE у тому, що він концентрується не стільки на економіці водню, скільки на безпеці. Проєкт має оцінити безпекові аспекти реакторів, призначених для неелектричного використання, наслідки інтеграції таких систем з промисловими споживачами, а також питання комунікації ризиків.

Європейська перспектива атомного водню виглядає реалістичною, але не швидкою. Результати NPHyCo показують: для Європи найреалістичніший короткостроковий сценарій – не термохімічне виробництво водню на ядерному теплі, як в індійському демонстраторі, а інтеграція водневих установок з уже діючими атомними електростанціями.

NPHyCo був спрямований саме на підготовку великомасштабної водневої когенераційної установки мегаватного класу, пов’язаної з АЕС, яку потенційно можна реалізувати у короткостроковій перспективі.

Важливо, що значна частина технічних розрахунків у NPHyCo була виконана з урахуванням характеристик Рівненської та Хмельницької АЕС. Це стало можливим через зацікавленість і співпрацю українського оператора «Енергоатом». У результаті проєкт окреслив конфігурацію водневої установки загальною потужністю 45 МВт.

Один із ключових висновків – інтеграція водневої установки з АЕС потребує не лише джерела електроенергії, а й окремої архітектури безпеки. У NPHyCo оцінювалися сценарії пожежі або вибуху водню, варіанти розміщення установки у контейнерному чи будівельному виконанні, а також вплив найгірших сценаріїв на важливі для безпеки конструкції АЕС. Для таких оцінок використовували, зокрема, сценарії інтеграції на майданчику Рівненської АЕС.

Тож перспектива атомного водню в Європі виглядає реалістичною, але не швидкою. На рівні технології найближчим до впровадження є електроліз на електроенергії діючих АЕС. На рівні безпеки та ліцензування це вже складніший проєкт, оскільки на одному майданчику або поряд із ним має з’явитися новий промисловий об’єкт з іншими ризиками – зберіганням, транспортуванням і можливим займанням водню.

Високотемпературні технології, які використовують безпосередньо ядерне тепло, залишаються перспективнішими з погляду ефективності, але для Європи це радше наступний етап, пов’язаний із малими модульними реакторами, високотемпературними газоохолоджуваними реакторами та реакторами IV покоління.

Головна перевага атомного водню для Європи – можливість забезпечити стабільне низьковуглецеве виробництво для секторів, які важко декарбонізувати: металургії, хімічної промисловості, виробництва аміаку, синтетичних палив і важкого транспорту. На відміну від відновлюваної генерації, АЕС можуть працювати стабільно і забезпечувати високе завантаження водневих установок, що критично для економіки таких проєктів.

Головні бар’єри – регулювання, ліцензування, безпека суміщення ядерного та водневого об’єктів, вартість інвестицій, доступ до води, ринок збуту та суспільне сприйняття. Саме тому європейські проєкти NPHyCo і SANE важливі: вони готують не окрему лабораторну технологію, а рамку для майбутнього впровадження – від вибору майданчика до аналізу ризиків і бізнес-моделі.