Development Status on Hydrogen Production Technology using High-temperature Gas-cooled Reactor at JAEA, Japan
Japan Atomic Energy Agency (JAEA), Japan
Résumé
Le réacteur à haute température refroidi au gaz (HTGR) modéré au graphite et refroidi à l'hélium présente des avantages indéniables : un gaz caloporteur (hélium) à haute température, une sûreté intrinsèque du réacteur. En particulier, la production d'hydrogène à l'aide de la chaleur nucléaire d'un HTGR (jusqu'à 900°C) représente l'une des solutions technologiques les plus prometteuses pour freiner la croissance des émissions de CO2 et le risque de changement climatique qui en résulte.
Le HTGR suscite par conséquent un intérêt croissant en tant que source d'énergie nucléaire avancée pour les réacteurs de nouvelle génération, comme l'illustrent le projet HTTR japonais (High-Temperature Engineering Test Reactor) et le projet HTR-10 chinois, suivis par le programme de développement international Génération IV, le programme d'initiative américain sur l'hydrogène nucléaire, le programme de développement innovant européen de la technologie HTR, etc.
Pour augmenter l'utilisation de l'énergie nucléaire dans les industries utilisant la chaleur, l'Agence japonaise pour l'énergie atomique (JAEA) a poursuivi ses efforts importants dans le développement d'un système de production d'hydrogène utilisant la chaleur nucléaire générée par un HTGR dans le cadre du projet HTTR. Le projet HTTR a pour objectif de créer la technologie de HTGR et la technologie d'utilisation de la chaleur. À l'aide du HTTR établi au Centre de développement et de recherche Oarai de la JAEA, des essais de performance et de sécurité du réacteur ont été effectués comme prévu. La température de sortie du réacteur de 950°C a été atteinte en avril 2004. Concernant la production d'hydrogène à haute température, une R&D détaillée a été réalisée sur le procédé thermo-chimique lode-souffre (procédé IS) de séparation de l'eau. Un essai concluant - à l'échelle du laboratoire- de ce procédé IS a été réalisé en 1997 avec une production d'hydrogène de 1 L/h. En 2004, un fonctionnement en continu d'une semaine du procédé IS a été testé à l'aide d'un appareil produisant 31 L/h. La prochaine étape consistera en la production sur une installation pilote de 10 - 30 m3/h. En fonction de ces résultats sur l'installation pilote, JAEA envisage à l'avenir d'associer le procédé IS à l'HTTR afin de prouver la faisabilité de la production d'hydrogène à l'aide de la chaleur nucléaire d'un HTGR, rendant ainsi possible le déploiement d'une centrale à HTGR commerciale pour la production d'hydrogène en 2020.
Dans l'article, la nécessité d'une nouvelle source d'énergie en hydrogène et sa production à l'aide d'un HTGR sont brièvement expliquées. Une vue d'ensemble du projet HTTR est proposée, mettant en avant le développement d'un système de production d'hydrogène, et suivie par la proposition d'une coopération internationale possible dans ce domaine.
© SFEN 2006