Feasibility study of the implementation of a Small Modular Reactor with heat recovery for biogas production in the industrial plant of Nyhamna

Abstract

Nyhamna naturgassanlegg (Norge) er et av landets viktigste anlegg for eksport av naturgass. På grunn av denne aktiviteten har anlegget et høyt energiforbruk som må forsynes fra det norske nettet med betydelige energitap, ettersom det ligger i et område langt fra de viktigste kraftproduksjonspunktene i landet.

For å oppnå større energieffektivitet er det derfor gjennomført en mulighetsstudie av tre små modulære reaktorer (SMR) for å levere den nødvendige energien til anlegget. Etter å ha analysert ulike alternativer ble X-Energy-reaktorene valgt. Disse reaktorene har en høy grad av modenhet sammenlignet med andre modulære reaktorer med høy energikapasitet, noe som er nødvendig for Nyhamna-anlegget.

På den annen side, for å utnytte de tilgjengelige ressursene i området best mulig, har man undersøkt muligheten for å bygge et anlegg for produksjon av biogass fra lakseslam. Målet med denne studien er å utnytte restvarmeenergien fra reaktorene til å varme opp de ulike prosessene som inngår i biogassproduksjonen. Anlegget skal bruke lakseslammet fra Salmon Evolution, et lakseoppdrettsanlegg som ligger 3 km fra prosessanlegget for naturgass. På denne måten kan man utnytte lakseslammet, som i dag slippes ut i fjorden, og samtidig levere utslippsfri elektrisitet til naturgassanlegget.

Dette prosjektet har derfor som mål å gjennomføre en mulighetsstudie av slike SMR med en innovativ tilnærming. Det endelige målet med prosjektet er derfor å validere denne typen anlegg der kjernekraft utnyttes mer effektivt og på linje med fornybar energi, og til dette formålet har Nyhamna-anlegget blitt studert.

Hovedresultatene fra prosjektet viser at disse reaktorene kan generere 240 MW elektrisitet, noe som er mer enn nok til å behandle naturgassen. I tillegg vil biogassproduksjonen komme opp i 2 500 tonn per år, noe som er nok til å varme opp 1 129 norske hjem per år.

The Nyhamna natural gas processing plant (Norway) is one of the country's most important natural gas export facilities. Due to this activity, the plant has a high energy consumption that must be supplied by the Norwegian grid with significant energy losses as it is located in an area far from the main power generation points of the country.

For this reason, in order to achieve greater energy efficiency, a feasibility study has been carried out on the implementation of 3 small modular reactors (SMR) to supply the necessary energy to the facility. After analyzing different options, the X-Energy reactors were chosen. These reactors have a high degree of maturity compared to other modular reactors with high energy capacity, which is necessary for the Nyhamna plant.

On the other hand, in order to make the best use of the available resources in the area, the possibility of implementing a plant to produce biogas from salmon sludge has been studied. The objective of this study is to take advantage of the residual heat energy from the reactors, which would be used to heat the different processes involved in biogas production. This plant would use the salmon sludge generated at Salmon Evolution; a salmon farm located 3 km from the natural gas processing plant. This would achieve a valorization of the salmon sludge, which is currently discharged into the fjord, while supplying emission-free electricity to the natural gas processing plant.

This project therefore seeks to conduct a feasibility study of these SMRs with an innovative approach. Therefore, the ultimate goal of the project is to validate this type of installations in which nuclear energy is used more efficiently, and in line with renewable energies, and for this purpose the particular case of the Nyhamna plant has been studied.

The main results of this project indicate that these reactors could generate 240 MW of electricity, which is more than enough to process the natural gas. In addition, biogas production would reach 2,500 tons per year, enough to heat about 1,129 Norwegian homes per year.