Magazynowanie i transport ciekłego wodoru jest podstawą bezpiecznego, wydajnego, wielkoskalowego i taniego zastosowania ciekłego wodoru, a także kluczem do rozwiązania ścieżki zastosowania technologii wodorowej.
Magazynowanie i transport ciekłego wodoru można podzielić na dwa rodzaje: magazynowanie w kontenerach i transport rurociągami. W postaci konstrukcji magazynowej, do przechowywania i transportu kontenerów powszechnie stosuje się kulisty zbiornik magazynowy i cylindryczny zbiornik magazynowy. W formie transportu wykorzystuje się przyczepę na ciekły wodór, cysternę kolejową na ciekły wodór i cysternę na ciekły wodór.
Oprócz uwzględnienia wpływu, wibracji i innych czynników występujących w procesie konwencjonalnego transportu cieczy, ze względu na niską temperaturę wrzenia ciekłego wodoru (20,3 K), małe utajone ciepło parowania i łatwość parowania, przechowywanie i transport kontenera muszą przyjąć rygorystyczne środki techniczne w celu ograniczenia wycieków ciepła lub zastosować nieniszczące przechowywanie i transport, aby zmniejszyć stopień odparowania ciekłego wodoru do minimum lub zera, w przeciwnym razie spowoduje to wzrost ciśnienia w zbiorniku. Prowadzić do ryzyka wystąpienia nadciśnienia lub utraty ciśnienia. Jak pokazano na poniższym rysunku, z punktu widzenia rozwiązań technicznych w magazynowaniu i transporcie ciekłego wodoru wykorzystuje się głównie pasywną technologię adiabatyczną w celu ograniczenia przewodzenia ciepła oraz nałożoną na tej podstawie technologię aktywnego chłodzenia w celu ograniczenia wycieków ciepła lub wygenerowania dodatkowej wydajności chłodniczej.
Ze względu na właściwości fizyczne i chemiczne samego ciekłego wodoru, sposób jego przechowywania i transportu ma wiele zalet w porównaniu z szeroko stosowanym w Chinach sposobem przechowywania gazowego wodoru pod wysokim ciśnieniem, ale jego stosunkowo złożony proces produkcyjny powoduje również pewne wady.
Duży stosunek masy do przechowywania, wygodne przechowywanie i transport oraz pojazd
W porównaniu z magazynowaniem wodoru w postaci gazowej największą zaletą ciekłego wodoru jest jego duża gęstość. Gęstość ciekłego wodoru wynosi 70,8 kg/m3, czyli 5, 3 i 1,8 razy więcej niż wodór pod wysokim ciśnieniem 20, 35 i 70 MPa. Dlatego ciekły wodór jest bardziej odpowiedni do przechowywania i transportu wodoru na dużą skalę, co może rozwiązać problemy związane z magazynowaniem i transportem energii wodorowej.
Niskie ciśnienie przechowywania, łatwe do zapewnienia bezpieczeństwa
Magazynowanie ciekłego wodoru w oparciu o izolację zapewniającą stabilność zbiornika, poziom ciśnienia w codziennym magazynowaniu i transporcie jest niski (zazwyczaj niższy niż 1 MPa), znacznie niższy niż poziom ciśnienia wysokiego ciśnienia w magazynowaniu i transporcie gazu oraz wodoru, co pozwala łatwiej zapewnić bezpieczeństwo w procesie codziennej eksploatacji. W połączeniu z charakterystyką dużego stosunku wagowego do przechowywania ciekłego wodoru, w przyszłości promocja na dużą skalę energii wodorowej, magazynowanie i transport ciekłego wodoru (np. stacja uwodornienia ciekłego wodoru) będzie miała bezpieczniejszy system działania na obszarach miejskich o dużej gęstości zabudowy, gęsta zaludnienie i wysokie koszty gruntów, a cały system obejmie mniejszy obszar, co wymaga mniejszych początkowych kosztów inwestycji i kosztów operacyjnych.
Wysoka czystość waporyzacji, spełniają wymagania terminala
Globalne roczne zużycie wodoru o wysokiej czystości i ultraczystego wodoru jest ogromne, zwłaszcza w przemyśle elektronicznym (takim jak półprzewodniki, materiały elektropróżniowe, płytki krzemowe, produkcja włókien optycznych itp.) oraz w dziedzinie ogniw paliwowych, gdzie zużycie szczególnie duży jest wodór o wysokiej czystości i wodór ultraczysty. Obecnie jakość wielu wodorów przemysłowych nie jest w stanie spełnić rygorystycznych wymagań niektórych użytkowników końcowych w zakresie czystości wodoru, ale czystość wodoru po odparowaniu ciekłego wodoru może spełnić te wymagania.
Instalacja upłynniania wymaga dużych nakładów inwestycyjnych i stosunkowo wysokiego zużycia energii
Ze względu na opóźnienia w rozwoju kluczowych urządzeń i technologii, takich jak chłodnie do skraplania wodoru, cały sprzęt do skraplania wodoru w krajowym sektorze lotniczym i kosmonautycznym został zmonopolizowany przez zagraniczne firmy przed wrześniem 2021 r. Wielkoskalowe urządzenia rdzeniowe do skraplania wodoru podlegają odpowiedniemu handlowi zagranicznemu polityki (takie jak przepisy dotyczące administracji eksportu Departamentu Handlu Stanów Zjednoczonych), które ograniczają eksport sprzętu i zabraniają wymiany technicznej. Powoduje to, że początkowe inwestycje w wyposażenie instalacji skraplania wodoru są duże, przy niewielkim krajowym zapotrzebowaniu na cywilny wodór ciekły, skala zastosowań jest niewystarczająca, a skala wydajności rośnie powoli. W rezultacie jednostkowa energochłonność produkcji ciekłego wodoru jest wyższa niż w przypadku wodoru gazowego pod wysokim ciśnieniem.
W procesie przechowywania i transportu ciekłego wodoru występują straty w wyniku parowania
Obecnie w procesie przechowywania i transportu ciekłego wodoru odparowanie wodoru spowodowane wyciekiem ciepła jest zasadniczo traktowane przez odpowietrzanie, co prowadzi do pewnego stopnia strat przez parowanie. W przyszłym magazynowaniu i transporcie energii wodorowej należy podjąć dodatkowe środki w celu odzyskania częściowo odparowanego gazowego wodoru, aby rozwiązać problem zmniejszenia wykorzystania spowodowanego bezpośrednim odpowietrzaniem.
Sprzęt kriogeniczny HL
Firma HL Cryogenic Equipment została założona w 1992 roku i jest marką stowarzyszoną z firmą HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. Firma HL Cryogenic Equipment zajmuje się projektowaniem i produkcją systemu rurociągów kriogenicznych izolowanych pod wysokim ciśnieniem i powiązanym sprzętem pomocniczym, aby sprostać różnorodnym potrzebom klientów. Izolowana próżniowo rura i elastyczny wąż są zbudowane z wielowarstwowych, wielowarstwowych, specjalnych materiałów izolowanych o wysokiej próżni i przechodzą szereg niezwykle rygorystycznych obróbek technicznych oraz obróbkę w wysokiej próżni, która służy do przenoszenia ciekłego tlenu i ciekłego azotu , ciekły argon, ciekły wodór, ciekły hel, skroplony gaz etylenowy LEG i skroplony gaz ziemny LNG.
Czas publikacji: 24 listopada 2022 r