Зберігання та транспортування рідкого водню є основою безпечного, ефективного, масштабного та недорогого застосування рідкого водню, а також ключем до вирішення питання застосування водневих технологій.
Зберігання та транспортування рідкого водню можна розділити на два типи: контейнерне зберігання та трубопровідний транспорт. Щодо конструкції для зберігання, то для контейнерного зберігання та транспортування зазвичай використовуються сферичні резервуари для зберігання та циліндричні резервуари для зберігання. Щодо транспортування, то використовуються причепи для рідкого водню, залізничні цистерни для рідкого водню та судна-цистерни для рідкого водню.
Окрім врахування ударів, вібрації та інших факторів, що виникають у процесі традиційного транспортування рідини, через низьку температуру кипіння рідкого водню (20,3 К), малу приховану теплоту випаровування та легкі характеристики випаровування, під час зберігання та транспортування в контейнерах необхідно застосовувати суворі технічні засоби для зменшення витоку тепла або застосовувати неруйнівний спосіб зберігання та транспортування, щоб звести ступінь випаровування рідкого водню до мінімуму або до нуля, інакше це призведе до підвищення тиску в резервуарі. Це призведе до ризику надлишкового тиску або втрат через вибух. Як показано на рисунку нижче, з точки зору технічних підходів, для зберігання та транспортування рідкого водню переважно використовується пасивно-адіабатична технологія для зменшення теплопровідності та активна холодильна технологія, що накладається на цю основу, для зменшення витоку тепла або створення додаткової холодопродуктивності.
Виходячи з фізичних та хімічних властивостей самого рідкого водню, його спосіб зберігання та транспортування має багато переваг порівняно з режимом зберігання газоподібного водню під високим тиском, який широко використовується в Китаї, але його відносно складний процес виробництва також має деякі недоліки.
Великий коефіцієнт ваги при зберіганні, зручне зберігання та транспортування, а також транспортний засіб
Порівняно зі зберіганням газоподібного водню, найбільшою перевагою рідкого водню є його висока щільність. Щільність рідкого водню становить 70,8 кг/м³, що в 5, 3 та 1,8 раза більше, ніж у водню високого тиску 20, 35 та 70 МПа відповідно. Тому рідкий водень більше підходить для великомасштабного зберігання та транспортування водню, що може вирішити проблеми зберігання та транспортування водневої енергії.
Низький тиск зберігання, легко забезпечити безпеку
Зберігання рідкого водню на основі ізоляції забезпечує стабільність контейнера, рівень тиску під час щоденного зберігання та транспортування низький (зазвичай нижче 1 МПа), що значно нижче, ніж рівень тиску під час зберігання та транспортування газу високого тиску та водню, що полегшує забезпечення безпеки під час щоденної експлуатації. У поєднанні з характеристиками великого співвідношення ваги для зберігання рідкого водню, у майбутньому масштабне просування водневої енергетики, зберігання та транспортування рідкого водню (наприклад, станція гідрування рідкого водню) матиме безпечнішу експлуатаційну систему в міських районах з великою щільністю забудови, густонаселеністю та високою вартістю землі, а загальна система охоплюватиме меншу площу, вимагаючи менших початкових інвестиційних та експлуатаційних витрат.
Висока чистота випаровування, відповідає вимогам терміналу
Глобальне щорічне споживання високочистого та надчистого водню є величезним, особливо в електронній промисловості (наприклад, у виробництві напівпровідників, електровакуумних матеріалів, кремнієвих пластин, оптичних волокон тощо) та галузі паливних елементів, де споживання високочистого та надчистого водню є особливо великим. Наразі якість багатьох промислових видів водню не може відповідати суворим вимогам деяких кінцевих користувачів щодо чистоти водню, але чистота водню після випаровування рідкого водню може відповідати цим вимогам.
Завод зрідження газу має високі інвестиції та відносно високе споживання енергії
Через відставання в розвитку ключового обладнання та технологій, таких як холодні камери для скраплення водню, все обладнання для скраплення водню у вітчизняній аерокосмічній галузі було монополізовано іноземними компаніями до вересня 2021 року. Основне обладнання для скраплення водню великомасштабного виробництва підпадає під відповідну політику зовнішньої торгівлі (наприклад, Правила експортного адміністрування Міністерства торгівлі США), яка обмежує експорт обладнання та забороняє технічний обмін. Це робить початкові інвестиції в обладнання заводу зі скраплення водню великими, а в поєднанні з невеликим внутрішнім попитом на рідкий водень цивільного призначення масштаби застосування недостатні, а потужності зростають повільно. В результаті споживання енергії на одиницю виробництва рідкого водню вище, ніж у газоподібного водню високого тиску.
У процесі зберігання та транспортування рідкого водню відбуваються втрати через випаровування
Наразі, в процесі зберігання та транспортування рідкого водню, випаровування водню, спричинене витоком тепла, в основному очищається шляхом вентиляції, що призведе до певної втрати енергії від випаровування. У майбутньому зберіганні та транспортуванні водневої енергії слід вжити додаткових заходів для рекуперації частково випарованого газоподібного водню, щоб вирішити проблему зниження його використання, спричиненого прямим вентилюванням.
Кріогенне обладнання HL
Компанія HL Cryogenic Equipment, заснована в 1992 році, є брендом, що входить до складу компанії HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment займається проектуванням та виробництвом високовакуумних ізольованих кріогенних трубопровідних систем та пов'язаного з ними допоміжного обладнання для задоволення різних потреб клієнтів. Вакуумно ізольовані труби та гнучкі шланги виготовлені з високовакуумних та багатошарових багатоекранних спеціальних ізольованих матеріалів і проходять серію надзвичайно суворих технічних обробок та високовакуумної обробки, які використовуються для передачі рідкого кисню, рідкого азоту, рідкого аргону, рідкого водню, рідкого гелію, зрідженого етилену (LEG) та зрідженого природного газу (LNG).
Час публікації: 24 листопада 2022 р.