Η αποθήκευση και η μεταφορά υγρού υδρογόνου αποτελούν τη βάση για την ασφαλή, αποτελεσματική, μεγάλης κλίμακας και χαμηλού κόστους εφαρμογή του υγρού υδρογόνου, καθώς και το κλειδί για την επίλυση του προβλήματος εφαρμογής της τεχνολογίας υδρογόνου.
Η αποθήκευση και η μεταφορά υγρού υδρογόνου μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: αποθήκευση σε δοχεία και μεταφορά μέσω αγωγών. Με τη μορφή δομής αποθήκευσης, η σφαιρική δεξαμενή αποθήκευσης και η κυλινδρική δεξαμενή αποθήκευσης χρησιμοποιούνται γενικά για την αποθήκευση και μεταφορά δοχείων. Με τη μορφή μεταφοράς, χρησιμοποιούνται ρυμουλκούμενο υγρό υδρογόνο, σιδηροδρομικό βαγόνι υγρού υδρογόνου και βυτιοφόρο υγρό υδρογόνου.
Εκτός από την εξέταση των κρούσεων, των κραδασμών και άλλων παραγόντων που εμπλέκονται στη διαδικασία της συμβατικής μεταφοράς υγρών, λόγω του χαμηλού σημείου βρασμού του υγρού υδρογόνου (20,3K), της μικρής λανθάνουσας θερμότητας εξάτμισης και των χαρακτηριστικών εύκολης εξάτμισης, η αποθήκευση και η μεταφορά των δοχείων πρέπει να υιοθετούν αυστηρά τεχνικά μέσα για τη μείωση της διαρροής θερμότητας ή να υιοθετούν μη καταστροφική αποθήκευση και μεταφορά, για να μειώσουν τον βαθμό εξάτμισης του υγρού υδρογόνου στο ελάχιστο ή στο μηδέν, διαφορετικά θα προκληθεί αύξηση της πίεσης της δεξαμενής. Αυτό θα οδηγήσει σε κίνδυνο υπερπίεσης ή απώλειας εκτόξευσης. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, από την άποψη των τεχνικών προσεγγίσεων, η αποθήκευση και η μεταφορά υγρού υδρογόνου υιοθετούν κυρίως παθητική αδιαβατική τεχνολογία για τη μείωση της αγωγιμότητας θερμότητας και ενεργητική τεχνολογία ψύξης που επικαλύπτεται σε αυτή τη βάση για τη μείωση της διαρροής θερμότητας ή τη δημιουργία πρόσθετης ψυκτικής ικανότητας.
Με βάση τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του ίδιου του υγρού υδρογόνου, ο τρόπος αποθήκευσης και μεταφοράς του έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τον τρόπο αποθήκευσης αερίου υδρογόνου υψηλής πίεσης που χρησιμοποιείται ευρέως στην Κίνα, αλλά η σχετικά πολύπλοκη διαδικασία παραγωγής του έχει και ορισμένα μειονεκτήματα.
Μεγάλη αναλογία βάρους αποθήκευσης, άνετη αποθήκευση και μεταφορά και όχημα
Σε σύγκριση με την αποθήκευση αερίου υδρογόνου, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του υγρού υδρογόνου είναι η υψηλή πυκνότητά του. Η πυκνότητα του υγρού υδρογόνου είναι 70,8 kg/m3, η οποία είναι 5, 3 και 1,8 φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του υδρογόνου υψηλής πίεσης 20, 35 και 70 MPa αντίστοιχα. Επομένως, το υγρό υδρογόνο είναι καταλληλότερο για αποθήκευση και μεταφορά υδρογόνου σε μεγάλη κλίμακα, γεγονός που μπορεί να λύσει τα προβλήματα αποθήκευσης και μεταφοράς ενέργειας υδρογόνου.
Χαμηλή πίεση αποθήκευσης, εύκολη στην εξασφάλιση ασφάλειας
Η αποθήκευση υγρού υδρογόνου βασίζεται στη μόνωση για να διασφαλιστεί η σταθερότητα του δοχείου, το επίπεδο πίεσης της καθημερινής αποθήκευσης και μεταφοράς είναι χαμηλό (γενικά χαμηλότερο από 1MPa), πολύ χαμηλότερο από το επίπεδο πίεσης της αποθήκευσης και μεταφοράς αερίου και υδρογόνου υψηλής πίεσης, γεγονός που καθιστά ευκολότερη την ασφάλεια στην καθημερινή διαδικασία λειτουργίας. Σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά της μεγάλης αναλογίας βάρους αποθήκευσης υγρού υδρογόνου, στο μέλλον η μεγάλης κλίμακας προώθηση της ενέργειας υδρογόνου, η αποθήκευση και η μεταφορά υγρού υδρογόνου (όπως ο σταθμός υδρογόνωσης υγρού υδρογόνου) θα έχει ένα ασφαλέστερο σύστημα λειτουργίας σε αστικές περιοχές με μεγάλη πυκνότητα κτιρίων, πυκνό πληθυσμό και υψηλό κόστος γης, και το συνολικό σύστημα θα καλύπτει μια μικρότερη περιοχή, απαιτώντας μικρότερο αρχικό κόστος επένδυσης και κόστος λειτουργίας.
Υψηλή καθαρότητα εξάτμισης, πληροί τις απαιτήσεις του τερματικού σταθμού
Η παγκόσμια ετήσια κατανάλωση υδρογόνου υψηλής καθαρότητας και υπερκαθαρού υδρογόνου είναι τεράστια, ειδικά στη βιομηχανία ηλεκτρονικών ειδών (όπως ημιαγωγοί, υλικά ηλεκτροκενού, πλακίδια πυριτίου, κατασκευή οπτικών ινών κ.λπ.) και στον τομέα των κυψελών καυσίμου, όπου η κατανάλωση υδρογόνου υψηλής καθαρότητας και υπερκαθαρού υδρογόνου είναι ιδιαίτερα μεγάλη. Προς το παρόν, η ποιότητα πολλών βιομηχανικών υδρογόνου δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις αυστηρές απαιτήσεις ορισμένων τελικών χρηστών σχετικά με την καθαρότητα του υδρογόνου, αλλά η καθαρότητα του υδρογόνου μετά την εξάτμιση του υγρού υδρογόνου μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις.
Η μονάδα υγροποίησης έχει υψηλή επένδυση και σχετικά υψηλή κατανάλωση ενέργειας
Λόγω της καθυστέρησης στην ανάπτυξη βασικού εξοπλισμού και τεχνολογιών, όπως τα ψυκτικά κουτιά υγροποίησης υδρογόνου, όλος ο εξοπλισμός υγροποίησης υδρογόνου στον εγχώριο αεροδιαστημικό τομέα μονοπωλούνταν από ξένες εταιρείες πριν από τον Σεπτέμβριο του 2021. Ο εξοπλισμός πυρήνα υγροποίησης υδρογόνου μεγάλης κλίμακας υπόκειται σε σχετικές πολιτικές εξωτερικού εμπορίου (όπως οι Κανονισμοί Διαχείρισης Εξαγωγών του Υπουργείου Εμπορίου των ΗΠΑ), οι οποίοι περιορίζουν την εξαγωγή εξοπλισμού και απαγορεύουν τις τεχνικές ανταλλαγές. Αυτό καθιστά την αρχική επένδυση σε εξοπλισμό της μονάδας υγροποίησης υδρογόνου μεγάλη, σε συνδυασμό με τη μικρή εγχώρια ζήτηση για υγρό υδρογόνο για πολιτικούς σκοπούς, η κλίμακα εφαρμογής είναι ανεπαρκής και η κλίμακα παραγωγικής ικανότητας αυξάνεται αργά. Ως αποτέλεσμα, η κατανάλωση ενέργειας μοναδιαίας παραγωγής υγρού υδρογόνου είναι υψηλότερη από αυτή του αερίου υδρογόνου υψηλής πίεσης.
Υπάρχει απώλεια εξάτμισης κατά τη διαδικασία αποθήκευσης και μεταφοράς υγρού υδρογόνου
Προς το παρόν, στη διαδικασία αποθήκευσης και μεταφοράς υγρού υδρογόνου, η εξάτμιση του υδρογόνου που προκαλείται από διαρροή θερμότητας αντιμετωπίζεται βασικά με εξαερισμό, ο οποίος θα οδηγήσει σε ένα ορισμένο βαθμό απώλειας εξάτμισης. Στη μελλοντική αποθήκευση και μεταφορά ενέργειας υδρογόνου, θα πρέπει να ληφθούν πρόσθετα μέτρα για την ανάκτηση του μερικώς εξατμισμένου αερίου υδρογόνου για να λυθεί το πρόβλημα της μείωσης της χρήσης που προκαλείται από τον άμεσο εξαερισμό.
Κρυογονικός Εξοπλισμός HL
Η HL Cryogenic Equipment, η οποία ιδρύθηκε το 1992, είναι μια μάρκα συνδεδεμένη με την HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. Η HL Cryogenic Equipment έχει δεσμευτεί για το σχεδιασμό και την κατασκευή του Συστήματος Κρυογονικών Σωλήνων Υψηλής Κενού με Μόνωση και του σχετικού Εξοπλισμού Υποστήριξης, για την κάλυψη των ποικίλων αναγκών των πελατών. Ο Σωλήνας και ο Εύκαμπτος Σωλήνας με Μόνωση Κενού κατασκευάζονται από ειδικά μονωμένα υλικά υψηλού κενού και πολλαπλών στρώσεων, πολλαπλών οπών, και υποβάλλονται σε μια σειρά εξαιρετικά αυστηρών τεχνικών επεξεργασιών και επεξεργασίας υψηλού κενού, η οποία χρησιμοποιείται για τη μεταφορά υγρού οξυγόνου, υγρού αζώτου, υγρού αργού, υγρού υδρογόνου, υγρού ηλίου, υγροποιημένου αερίου αιθυλενίου LEG και υγροποιημένου φυσικού αερίου LNG.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Νοεμβρίου 2022