Die Speicherung und der Transport von flüssigem Wasserstoff sind die Grundlage für eine sichere, effiziente, groß angelegte und kostengünstige Anwendung von flüssigem Wasserstoff und auch der Schlüssel zur Lösung des Anwendungsweges der Wasserstofftechnologie.
Die Speicherung und der Transport von flüssigem Wasserstoff lassen sich in zwei Arten unterteilen: Containerlagerung und Pipelinetransport. In Form einer Lagerstruktur werden im Allgemeinen kugelförmige Lagertanks und zylindrische Lagertanks für die Lagerung und den Transport von Containern verwendet. Als Transportmittel werden Flüssigwasserstoffanhänger, Flüssigwasserstoff-Eisenbahnkesselwagen und Flüssigwasserstofftankschiffe eingesetzt.
Aufgrund des niedrigen Siedepunkts von flüssigem Wasserstoff (20,3 K), der geringen latenten Verdampfungswärme und der einfachen Verdampfungseigenschaften müssen nicht nur Stöße, Vibrationen und andere Faktoren berücksichtigt werden, die beim Prozess des herkömmlichen Flüssigkeitstransports eine Rolle spielen, sondern auch die Lagerung und der Transport in Behältern Setzen Sie strenge technische Maßnahmen ein, um den Wärmeaustritt zu reduzieren, oder führen Sie eine zerstörungsfreie Lagerung und einen zerstörungsfreien Transport ein, um den Verdampfungsgrad von flüssigem Wasserstoff auf ein Minimum oder Null zu reduzieren, andernfalls kommt es zu einem Druckanstieg im Tank. Es besteht die Gefahr eines Überdrucks oder eines Blowout-Verlusts. Wie in der Abbildung unten dargestellt, verwenden die Speicherung und der Transport von flüssigem Wasserstoff aus technischer Sicht hauptsächlich passive adiabatische Technologien zur Reduzierung der Wärmeleitung und darauf aufbauende aktive Kühltechnologien, um Wärmeverluste zu reduzieren oder zusätzliche Kühlkapazität zu erzeugen.
Basierend auf den physikalischen und chemischen Eigenschaften von flüssigem Wasserstoff selbst hat seine Speicher- und Transportmethode viele Vorteile gegenüber der in China weit verbreiteten Hochdruckspeichermethode für gasförmigen Wasserstoff, weist jedoch aufgrund des relativ komplexen Produktionsprozesses auch einige Nachteile auf.
Großes Lagergewichtsverhältnis, bequeme Lagerung und Transport sowie Fahrzeug
Im Vergleich zur gasförmigen Wasserstoffspeicherung liegt der größte Vorteil von flüssigem Wasserstoff in seiner hohen Dichte. Die Dichte von flüssigem Wasserstoff beträgt 70,8 kg/m3, was dem 5-, 3- und 1,8-fachen der Dichte von Hochdruckwasserstoff mit 20, 35 bzw. 70 MPa entspricht. Daher eignet sich flüssiger Wasserstoff besser für die Speicherung und den Transport von Wasserstoff in großem Maßstab, wodurch die Probleme der Speicherung und des Transports von Wasserstoffenergie gelöst werden können.
Niedriger Lagerdruck, einfache Gewährleistung der Sicherheit
Die Speicherung von flüssigem Wasserstoff basiert auf einer Isolierung, um die Stabilität des Behälters zu gewährleisten. Das Druckniveau der täglichen Lagerung und des Transports ist niedrig (im Allgemeinen niedriger als 1 MPa), viel niedriger als das Druckniveau der Hochdruckgas- und Wasserstoffspeicherung und des Transports. Dies erleichtert die Gewährleistung der Sicherheit im täglichen Betrieb. In Kombination mit den Eigenschaften eines großen Gewichtsverhältnisses bei der Speicherung von flüssigem Wasserstoff wird die groß angelegte Förderung von Wasserstoffenergie, die Speicherung und der Transport von flüssigem Wasserstoff (z. B. eine Hydrierungsstation für flüssigen Wasserstoff) in städtischen Gebieten mit großer Gebäudedichte über ein sichereres Betriebssystem verfügen. Aufgrund der hohen Bevölkerungsdichte und der hohen Landkosten wird das Gesamtsystem eine kleinere Fläche abdecken, was geringere Anfangsinvestitions- und Betriebskosten erfordert.
Hohe Reinheit der Verdampfung, erfüllt die Anforderungen des Terminals
Der weltweite jährliche Verbrauch an hochreinem Wasserstoff und ultrareinem Wasserstoff ist enorm, insbesondere in der Elektronikindustrie (wie Halbleiter, Elektrovakuummaterialien, Siliziumwafer, Herstellung optischer Fasern usw.) und im Brennstoffzellenbereich, wo der Verbrauch von Besonders groß ist der Anteil an hochreinem Wasserstoff und hochreinem Wasserstoff. Derzeit kann die Qualität vieler industrieller Wasserstoffe die strengen Anforderungen einiger Endverbraucher an die Reinheit des Wasserstoffs nicht erfüllen, aber die Reinheit des Wasserstoffs nach der Verdampfung von flüssigem Wasserstoff kann die Anforderungen erfüllen.
Eine Verflüssigungsanlage erfordert hohe Investitionen und einen relativ hohen Energieverbrauch
Aufgrund der Verzögerung bei der Entwicklung von Schlüsselausrüstungen und -technologien wie Kühlboxen für die Wasserstoffverflüssigung wurden alle Wasserstoffverflüssigungsausrüstungen im inländischen Luft- und Raumfahrtbereich vor September 2021 von ausländischen Unternehmen monopolisiert. Große Kernausrüstungen für die Wasserstoffverflüssigung unterliegen dem entsprechenden Außenhandel Richtlinien (z. B. die Export Administration Regulations des US-Handelsministeriums), die den Export von Geräten einschränken und den technischen Austausch verbieten. Dadurch sind die anfänglichen Ausrüstungsinvestitionen der Wasserstoffverflüssigungsanlage groß, gepaart mit der geringen Inlandsnachfrage nach zivilem Flüssigwasserstoff, ist der Anwendungsumfang unzureichend und die Kapazitätsskala steigt langsam. Infolgedessen ist der Energieverbrauch pro Produktionseinheit von flüssigem Wasserstoff höher als der von Hochdruck-Gaswasserstoff.
Bei der Speicherung und dem Transport von flüssigem Wasserstoff kommt es zu Verdampfungsverlusten
Derzeit wird bei der Speicherung und dem Transport von flüssigem Wasserstoff die durch Wärmeleckage verursachte Verdampfung von Wasserstoff grundsätzlich durch Entlüftung behandelt, was zu einem gewissen Grad an Verdampfungsverlusten führt. Bei der künftigen Speicherung und dem Transport von Wasserstoffenergie sollten zusätzliche Maßnahmen zur Rückgewinnung des teilweise verdampften Wasserstoffgases ergriffen werden, um das Problem der durch direkte Entlüftung verursachten Nutzungsreduzierung zu lösen.
HL-Kryogenausrüstung
HL Cryogenic Equipment wurde 1992 gegründet und ist eine Marke der HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment widmet sich der Entwicklung und Herstellung des hochvakuumisolierten Kryo-Rohrleitungssystems und der dazugehörigen Unterstützungsausrüstung, um den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Das vakuumisolierte Rohr und der flexible Schlauch bestehen aus einem Hochvakuum und mehrschichtigen, mehrschichtigen Spezialisoliermaterialien und durchlaufen eine Reihe äußerst strenger technischer Behandlungen und einer Hochvakuumbehandlung, die für die Übertragung von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff verwendet wird , flüssiges Argon, flüssiger Wasserstoff, flüssiges Helium, verflüssigtes Ethylengas LEG und verflüssigtes Naturgas LNG.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. November 2022