Grootschalige, koolstofvrije energieproductie krijgt vorm met kleine modulaire kernreactoren die waterstof, elektriciteit en schoon water tegelijk genereren — een gamechanger voor duurzame industrieën.
In Corvallis, Oregon, hebben NuScale Power en GSE Solutions een wereldprimeur gerealiseerd: de eerste volledig geïntegreerde waterstofproductiesimulator binnen een SMR-controlekamer. Daarmee wordt in real time nagebootst hoe een kleine modulaire kernreactor dagelijks meer dan 200 ton waterstof kan produceren – én tegelijk elektriciteit en schoon water kan leveren.
De simulator maakt gebruik van geavanceerde platforms als JTopmeret en JLogic, en vormt een belangrijke stap in de richting van commerciële implementatie van kernenergie als multi-output energiebron.
Elektriciteit, waterstof én schoon water tegelijk
De technologie achter deze innovatie rust op Reversible Solid Oxide Fuel Cells (RSOFC’s) – elektrochemische eenheden die stoom bij hoge temperatuur (700–800°C) omzetten in waterstof, of in omgekeerde modus elektriciteit genereren uit diezelfde waterstof. Uniek is dat deze cellen ook schoon water leveren als bijproduct.
Het resultaat is een reactor die elektriciteit, waterstof én water tegelijk kan produceren, zonder directe CO2-emissies. De simulatieomgeving bootst het volledige thermodynamische en procesmatige gedrag van een SMR gecombineerd met waterstofproductie na, inclusief integratie van de secundaire systemen.
Brug naar schaalbaarheid
Volgens NuScale is de simulator meer dan een onderzoeksproject. De opstelling is bedoeld als opleidings- en validatieplatform. Universiteiten en industriële partners krijgen toegang tot de omgeving, zodat zij personeel kunnen opleiden voor de exploitatie van gecombineerde kern-waterstofsystemen.
“Wij geloven dat onze baanbrekende innovatie een antwoord kan bieden op onze wereldwijde uitdagingen op het gebied van water en tegelijkertijd schone, koolstofvrije energie kan leveren,” aldus José Reyes, Co-founder van NuScale.
SMR’s als ruggengraat
De meeste groene waterstof produceren we vandaag nog via elektrolyse met stroom uit zon en wind, maar kernenergie biedt een aantrekkelijk alternatief. SMR’s leveren constante thermische en elektrische output, wat bij uitstek geschikt is voor de energie-intensieve processen van high-temperature steam electrolysis. Volgens de World Nuclear Association biedt kernenergie hiermee een betrouwbare en koolstofvrije route naar waterstofproductie.
Bovendien kunnen SMR’s modulair en lokaal worden ingezet, bijvoorbeeld op industrieterreinen of in havens, waardoor grootschalige H2-productie mogelijk wordt zonder netcongestie of afhankelijkheid van weersomstandigheden.
Schoon water als bijproduct én grondstof
Naast elektriciteit en waterstof is ook water onderdeel van het systeem. Eén NuScale Power Module (NPM) kan per dag tot 570.000 m³ schoon water produceren via omgekeerde osmose. In een configuratie met twaalf modules zou dat voldoende zijn voor 2,3 miljoen mensen – zonder enige uitstoot.
Daarbij wordt zelfs de reststroom van dit proces – het brijn – niet verspild. In samenwerking met het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ontwikkelt NuScale een hydrothermisch chemisch proces om deze zoute reststroom om te zetten in waterstofdragers, zoals natriumformiaat. Daarmee ontstaat een gesloten, circulair systeem dat zonder elektrolyse toch waterstof kan produceren – met minder waterverbruik én lagere energie-input.
Van concept naar toepassing
Veel ideeën over kernenergie en waterstofproductie zitten nog in de onderzoeksfase. NuScale toont met deze simulator dat een realistisch model binnen bereik is. De volgende stap is het bouwen van een schaalbare SMR-waterstofinstallatie die elektriciteit, waterstof én schoon water kan leveren.
De technologie is er, maar het tempo wordt bepaald door markt en politiek. Met duidelijke regelgeving en investeringen kan deze geïntegreerde oplossing een sleutelrol spelen in de energietransitie en het oplossen van wereldwijde klimaat- en waterproblemen.
