W Narodowym Centrum Badań Jądrowych opracowano koncepcję reaktora jądrowego, który mógłby jednocześnie wytwarzać energię elektryczną, ciepło dla przemysłu oraz wodór. Jak wskazują badacze z NCBJ – Janusz Malesa, Błażej Chmielarz, Dominik Muszyński i Maciej Skrzypek – rozwiązanie oparte na wysokotemperaturowych reaktorach gazowych mogłoby pomóc ograniczyć emisje CO₂ i wesprzeć transformację energetyczną.

Wyniki badań polskiego zespołu opublikowano w czasopiśmie naukowym Sustainable Energy Technologies and Assessments (Volume 86, luty 2026, artykuł 104844).
https://doi.org/10.1016/j.seta.2026.104844

Transformacja energetyczna na świecie koncentruje się dziś przede wszystkim na rozwoju odnawialnych źródeł energii i produkcji energii elektrycznej. Tymczasem znaczna część emisji gazów cieplarnianych pochodzi z przemysłu, który potrzebuje ogromnych ilości ciepła o bardzo wysokiej temperaturze oraz wodoru wykorzystywanego m.in. przy produkcji nawozów, paliw syntetycznych czy stali. Obecnie większość wodoru powstaje z gazu ziemnego w procesie reformingu metanu, co wiąże się z dużą emisją dwutlenku węgla. Dlatego naukowcy na całym świecie poszukują technologii pozwalających wytwarzać wodór i energię dla przemysłu bez wykorzystania paliw kopalnych.

Jednym z rozwiązań mogą być reaktory wysokotemperaturowe chłodzone gazem, określane skrótem HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor). 

„W przeciwieństwie do klasycznych elektrowni jądrowych chłodzonych wodą, reaktory tego typu wykorzystują hel i osiągają znacznie wyższe temperatury pracy. Dzięki temu jedna instalacja energetyczna może równocześnie produkować energię elektryczną, dostarczać wysokotemperaturowe ciepło dla zakładów przemysłowych oraz wytwarzać wodór z wykorzystaniem energii i temperatury generowanej w reaktorze. Takie jednoczesne wytwarzanie kilku produktów energetycznych określane jest jako poligeneracja” – zauważa Janusz Malesa, pierwszy autor artykułu.

W publikacji opisano dwa projekty reaktorów, które mogłyby znaleźć zastosowanie w takich systemach. Pierwszy z nich to HTGR-POLA – reaktor demonstracyjny zaprojektowany przez inżynierów z NCBJ i JAEA, którego zadaniem byłoby przetestowanie technologii w praktyce oraz zdobycie doświadczeń potrzebnych do budowy większych instalacji. Drugim projektem jest GEMINI+, czyli koncepcja docelowej elektrociepłowni przeznaczonej do zastosowań przemysłowych. Instalacje tego typu mogłyby jednocześnie dostarczać energię elektryczną, wysokotemperaturowe ciepło oraz wodór dla różnych sektorów gospodarki.

Badacze przeanalizowali również dwa sposoby produkcji wodoru z wykorzystaniem energii z reaktora. Pierwszym jest wysokotemperaturowa elektroliza pary wodnej (HTSE), w której woda rozdzielana jest na wodór i tlen przy użyciu prądu oraz wysokiej temperatury. Drugim rozwiązaniem jest tzw. cykl siarkowo-jodowy – proces chemiczny pozwalający rozłożyć wodę na wodór i tlen dzięki serii reakcji chemicznych z użyciem związków siarki i jodu jako nośnika reakcji w bardzo wysokiej temperaturze dostarczanej przez reaktor. Oba rozwiązania mogą zwiększyć efektywność produkcji wodoru w porównaniu z klasyczną elektrolizą wody.

Autorzy przeprowadzili także analizę techniczno-ekonomiczną, w której oszacowali koszty, wydajność oraz konkurencyjność takiego systemu energetycznego w porównaniu z innymi źródłami energii. 

„Wyniki wskazują, że hybrydowe systemy energetyczne oparte na reaktorach HTGR mogą stanowić konkurencyjną i bardziej zrównoważoną alternatywę dla produkcji ciepła przemysłowego z paliw kopalnych. Produkcja wodoru w takich instalacjach ma duży potencjał, choć nadal wymaga dalszych badań nad trwałością technologii, poprawą wydajności oraz obniżeniem kosztów. Obecnie najtańszy wodór wciąż powstaje z gazu ziemnego w procesie reformingu metanu, jednak systemy wykorzystujące HTGR jako źródło ciepła mogą być ponad dwukrotnie tańsze od konwencjonalnych jednostek na paliwa kopalne.” – podsumowuje Błażej Chmielarz.

Zdaniem autorów wprowadzenie tej technologii na rynek powinno przebiegać etapowo – od instalacji demonstracyjnych, takich jak HTGR-POLA, po pełnoskalowe instalacje przemysłowe, jak projekt GEMINI+. Komercjalizacja będzie wymagała jeszcze pewnych prac badawczo-rozwojowych oraz przede wszystkim odpowiednich regulacji, modelu finansowania, wsparcia politycznego, a także współpracy między nauką, przemysłem i instytucjami publicznymi. Według badaczy wysokotemperaturowe reaktory gazowe mogą w przyszłości odegrać istotną rolę w ograniczaniu emisji CO₂ oraz dostarczaniu energii dla przemysłu w bardziej zrównoważony sposób. 

Jeśli podobne rozwiązania zostaną wdrożone na większą skalę, mogą przynieść wymierne korzyści społeczne. Produkcja ciepła przemysłowego i wodoru bez wykorzystania paliw kopalnych oznaczałaby niższe emisje gazów cieplarnianych, a tym samym mniejszy wpływ przemysłu na zmiany klimatu. Jednocześnie stabilne źródło energii dla gospodarki mogłoby zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne oraz ułatwić rozwój nowych gałęzi przemysłu, takich jak gospodarka wodorowa.