Maailm muutub kiiresti ja koos sellega muutub ka viis, kuidas me oma elu toetame. Mina, Allen, Hiina tehaseomanikuna, kellel on seitse tööstusgaasidele pühendatud tootmisliini, olen jälginud tööstuse arengut aastaid. Me eemaldume traditsioonilistest kütustest ja vaatame puhtama horisondi poole. See horisont on valgustatud vesiniku energia. See artikkel on kirjutatud ärijuhtidele, nagu Mark Shen – otsustavatele, tulevikku mõtlevatele inimestele, kes tahavad mõista selle nihke mutreid ja polte.

Miks peaksite seda lugema? Sest mõistmine vesiniku energia ei tähenda ainult planeedi päästmist; see on arukas äri. Uurime taga olevaid kriitilisi tehnoloogiaid vesiniku tootmine ja säilitusmahutid mis selle võimalikuks teevad. Sukeldume selle keerukasse maailma energia salvestamine ja ladustamise tehnoloogia mis hoiab selle turvalisena. Alates vesiniku salvestamise tehnoloogiad meeldib kokkusurutud vesinik edasijõudnutele vesiniku kõrgsurvehoidla lahendusi, katame seda kõike. Me vaatame vesinikupaak uues valguses, mõistes vesiniku tüübid süsteemid, mis toovad jõudu tulevikus energiasüsteem. See on teie teekaart vesinikumajandus.

Mis on vesinikuenergia ja miks on see tuleviku jaoks kriitiline?

Vesiniku energia nimetatakse sageli tuleviku kütuseks, kuid tegelikult on see an energiakandja. See tähendab, et see salvestab ja liigutab energiat, sarnaselt akuga, mitte ei loo seda nullist, nagu nafta või kivisüsi. Vesiniku energia on puhas. Kui kasutate seda a kütuseelement, ainus heitgaas on puhas vesi. Maailma jaoks, mis püüab reostust vähendada, vesiniku energia on ime.

Aga miks kõik räägivad vesiniku energia nüüd? Põhjus on selles, et me vajame a puhas energiakandja mis suudab raskusi tõsta. Akud sobivad suurepäraselt autodele, kuid suurte veoautode, laevade ja lennukite jaoks on need liiga rasked. Vesiniku energia pakib palju puntsi kergesse pakendisse. Sellel on kõrge energiatihedused kaalu järgi. See teeb vesiniku energia ideaalne partner taastuvenergia allikad nagu tuul ja päike. Saame kasutada täiendavat päikeseenergiat vesiniku tootmiseks, säilitamiseks ja seejärel kasutamiseks vesiniku energia kui päike ei paista.

Selliste ettevõtete jaoks nagu minu ja teie vesiniku energia tähendab tohutut nihet tarneahelas. Me näeme liikumist selle poole säästev energia kus vesiniku energia mängib keskset rolli. Lapsendamine vesiniku energia ei ole lihtsalt trend; see on vajalik samm a säästva energia tulevik. Kui me vaatame vesiniku hindamine globaalse ressursina on see selge vesiniku energia on siin, et jääda.

Kuidas vesiniku tootmine rohelist majandust toidab?

Enne kui saame selle salvestada, peame selle valmistama. Vesiniku tootmine on ahela esimene samm. Praegu on suurem osa vesinikust valmistatud maagaasist. See on odav, kuid tekitab süsihappegaasi. Tööstus aga kihutab selle poole roheline vesinik. See on vesiniku tootmine kasutades taastuvatest allikatest toodetud vett ja elektrit.

Minu tehases saame aru, et gaasi kvaliteet on oluline. Vesiniku tootmine peab olema puhas, eriti kasutamiseks a vesinikkütuseelement. Isegi väikesed lisandid võivad rikkuda a kütuseelement. Sellepärast vesiniku tootmine tehnoloogiad muutuvad üha arenenumaks. Vee jagamiseks hapnikuks ja vesinikuks kasutame elektrolüüsi. See puhas ja säästev energia meetod on tuleviku süda vesinikumajandus.

Aga vesiniku tootmine on vaid pool võitu. Kui olete gaasi teinud, peate selle kuhugi panema. Teil on vaja a salvestussüsteem. Siin peitubki väljakutse. Vesinik on universumi kergeim element. See tahab põgeneda. Tõhus ühendamine vesiniku tootmine tõhusaga vesiniku säilitamise lahendused on terviku loomise võti energiasüsteem tööd. Ilma korraliku hoiustamiseta, vesiniku tootmine on raisatud.

Millised on tänapäeval saadaolevad peamised vesiniku säilitamise tehnoloogiad?

Niisiis, kuidas hoida seda kerget gaasi ühes kohas? Peamisi on kolm vesiniku salvestamise tehnoloogiad: gaas, vedel ja tahke. iga ladustamisviis on oma plussid ja miinused. Kõige tavalisem ladustamise tehnoloogia on gaasilise vesiniku hoidla. See hõlmab gaasi sissepressimist säilitusmahutid väga kõrgel rõhul.

Teine meetod on vedela vesiniku hoidla. Kui jahutate vesinikku temperatuurini -253 °C, muutub see vedelikuks. See võimaldab salvestada samas ruumis palju rohkem vesinikku. Külmas hoidmine võtab aga palju energiat. See vedeliku ladustamine kasutatakse enamasti kosmoserakettide või eritranspordi jaoks.

Kolmas ja kõige futuristlikum on tahkismälu. See kasutab vesiniku säilitamise materjalid imama gaasi nagu käsn. See on väga ohutu, kuid paagid võivad olla rasked. Kui me uurime vesiniku salvestamise tehnoloogiad, peame tasakaalustama kaalu, kulusid ja ohutust. Tööstuslikuks kasutamiseks, nagu Mark ostab, kokkusurutud vesinik tugevas vesinikupaak on standard. See on kõige küpsem vesiniku säilitamise tehnoloogia meil on praegu.

Kuidas suruvesiniku mahutid tegelikult töötavad?

Süveneme sügavamale kokkusurutud vesinik. Kujutage ette, et proovite magamiskoti pisikesse kotti mahutada. Tuleb kõvasti suruda. Sellega me teemegi kokkusurutud vesiniku hoidla. Kompressorite abil surume gaasi a vesinikupaak. Need ei ole lihtsalt tavalised tankid; nad on surveanumad loodud taluma tohutut jõudu.

Me mõõdame seda rõhku "baarides". Tavaline autorehv on umbes 2 baari. Kokkusurutud vesinik paagid töötavad sageli 350 baari või isegi 700 baariga! See on 700 korda suurem kui atmosfääri rõhk. Nendel pingetel, vesinikgaas muutub piisavalt tihedaks, et olla kasulik. See vesiniku kõrgsurvehoidla võimaldab a kütuseelemendiga elektrisõiduk (FCEV), et sõita sadu miile.

The vesiniku säilitamise süsteem sõidukis või tehases peab olema vastupidav. Kokkusurutud vesiniku salvestussüsteemid kasutage voolu juhtimiseks täiustatud ventiile ja regulaatoreid. Kui avate ventiili, siis kokkusurutud vesinik tormab välja, kasutusvalmis. See on lihtne kontseptsioon, kuid nende taga on insener vesiniku kõrgsurvepaagid on uskumatult täpne. Peame tagama, et iga vesinikupaak on ohutu ja usaldusväärne.

Mis on vedela vesiniku säilitamine ja millal seda kasutatakse?

Vedela vesiniku hoidla on energiatiheduse raskekaalu meister. Muutes gaasi vedelikuks, suurendame oluliselt selle tihedust. See tähendab, et suudame mahutada rohkem energiat väiksematesse säilitusmahutid. See on ülioluline rakenduste puhul, kus ruumi on vähe, kuid teil on vaja palju võimsust, näiteks lennunduses või raskeveonduses.

Siiski vedela vesiniku hoidla on keeruline. Teil on vaja spetsiaalset "krüogeenset" vesinikupaak. See paak toimib nagu supertermos. Sellel on soojust väljas hoidmiseks isolatsioonikihid. Kui vesinik veidigi soojeneb, keeb see tagasi gaasiks ja paisub. Seda nimetatakse "keetmiseks". Selle keetmise juhtimine on suur väljakutse vedela vesiniku mahutid.

Vaatamata väljakutsetele, vedela vesiniku hoidla on maailma jaoks ülioluline vesinikuga varustamine. Tõenäoliselt kasutavad laevad, mis veavad tohutul hulgal vesinikku üle ookeanide vedeliku säilitamine. See on kõige tõhusam viis suurte koguste teisaldamiseks pikkade vahemaade taha. a vesinikumajandus globaalseks muutumiseks peame valdama vedela vesiniku säilitamine. See täiendab surugaasi hoidla pikamaareisi käsitledes.

Kas tahkismaterjalid võivad vesiniku ladustamises revolutsiooni teha?

Mis siis, kui me ei vajaks kõrget rõhku ega äärmist külma? See on lubadus tahkismälu. Selle meetodi puhul kasutame spetsiaalseid materjale, näiteks metallhüdriide säilitada vesinikku. The vesiniku molekulid tegelikult seostuvad metalli aatomitega. See on nagu metall "imab endasse" vesiniku. See metallhüdriidi hoidla on uskumatult ohutu, kuna vesinik on tahkes struktuuris lukustatud.

Vesiniku välja saamiseks soojendage materjali lihtsalt üles. See vabastab gaasi. See vesiniku säilitamise meetod pakub kõrgeid mahuline energiatihedus, mis tähendab, et saate ilma kõrge rõhuta väikesesse ruumi pakkida palju vesinikku. Metallhüdriidi vesiniku hoidla sobib suurepäraselt statsionaarsete rakenduste jaoks, näiteks hoone varutoide jaoks.

Materjalid on aga rasked. A vesinikupaak metallipulbriga täidetud kaalub palju rohkem kui lihtne gaasipaak. See teeb tahkismälu vähem ideaalne autodele. Kuid teadlased töötavad uue kallal materjalid vesiniku säilitamiseks mis on kergemad ja kiiremini täidetavad. See piirkond vesiniku salvestamise tehnoloogiad on põnev, sest see lahendab paljud kõrge rõhuga seotud ohutusprobleemid.

Milliseid materjale kasutatakse kõrgsurve vesinikupaakide ehitamiseks?

Kui kavatsete hoida gaasi 700 baari juures, ei saa te kasutada ainult roostes vana purki. Vesiniku kõrgsurvehoidla nõuab tipptasemel materjale. Seal on neli peamist tüüpi vesinikupaak I kuni IV tüüpi kujundused.

Tüüp I on valmistatud täielikult terasest. See on raske, kuid odav. Seda kasutame sageli statsionaarsete seadmete jaoks gaasihoidla tehastes. II tüübil on klaaskiuga mähitud terasvooder. See on natuke kergem. III tüübil on süsinikkiuga mähitud alumiiniumvooder. Nüüd jõuame kõrgtehnoloogilisele territooriumile.

Kõige arenenum on tüüp IV vesinikupaak. Sellel paagil on süsinikkiuga mähitud plastvooder. See on väga tugev ja väga kerge. See on vesinikupaak kasutatakse kaasaegses vesinikkütuseelemendiga sõidukid. Süsinikkiud annab tugevuse hoidmiseks kokkusurutud vesinik, samas kui plast hoiab gaasi sees. Need tankitehnoloogiad on kallid, kuid need on hädavajalikud vesiniku energia revolutsioon. Tootjana näen nende komposiitide järele nõudlust surveanumad kasvab igal aastal.

Kuidas käsitleme paakide ohutust ja vesiniku murenemist?

Ohutus on tööstusgaase ostvate inimeste jaoks number üks. Mark teab seda hästi. Üks vesiniku ainulaadsetest ohtudest on midagi nn vesiniku rabestumine. Vesinikuaatomid on nii väikesed, et võivad nihkuda a vesinikupaak. Kui see on sees, võivad need muuta metalli rabedaks ja pragunemisohtlikuks. Mõranenud vesiniku kõrgsurvehoidla tank on katastroof, mis ootab juhtumist.

Et vältida vesiniku rabestumine, peame oma materjalidega olema väga ettevaatlikud. Kasutame spetsiaalseid terassulameid, mis on vastupidav vesiniku rabedusele. IV tüüpi paakides toimib plastvooder tõkkena, kaitstes väliskonstruktsiooni. Samuti kontrollime rangelt rõhk ja temperatuur täitmise ajal, et minimeerida pinget vesinikupaak.

The vesiniku ladustamise ohutus hõlmab ka ranget testimist. Iga vesiniku säilitamise süsteem läbib purunemis-, kukkumis- ja tulekatse. Me ravime vesiniku energia lugupidamisega. Õige käsitsemisel paremaga vesiniku salvestamise tehnoloogiad, on see sama ohutu kui bensiin või maagaas. Peame tagama vesiniku ohutu ladustamine luua usaldust turu vastu.

Millist rolli mängib vesinikuenergia salvestamine taastuvenergiasüsteemides?

Vesiniku energia salvestamine on taastuvenergia pusle puuduv tükk. Päike ei paista alati ja tuul ei puhu alati. Vajame viisi, kuidas seda energiat hilisemaks salvestada. Akud on lühikeseks ajaks head, kuid vesiniku energia salvestamine on parim pikaks ajaks.

Saame kasutada liigset tuuleenergiat elektrolüsaatorite käitamiseks, luues vesiniku energia. Me hoiame seda vesinikku suurtes mahutites või isegi sisse maa-alune vesinikuhoidla koobastes. Seejärel, nädalaid või kuid hiljem, kui vajame voolu, juhime vesiniku läbi a kütuseelement või turbiini elektri tootmiseks. See pöördub vesiniku energia massiivseks akuks elektrivõrgu jaoks.

See rakendus teeb vesiniku energia võtmemängija energia üleminek. See võimaldab meil rohkem kasutada taastuvenergia voolukatkestuste pärast muretsemata. Tööstusobjektide jaoks, millel on a vesiniku energia salvestamine süsteem tähendab, et teil on puhas ja usaldusväärne varutoide. See vähendab energiatarbimist võrgust ja vähendab süsiniku jalajälge.

Milline on vesinikumajanduse ja infrastruktuuri tulevik?

Tulevik on helge vesiniku energia. Me näeme ülemaailmset tõuget selle ülesehitamiseks vesiniku infrastruktuuri. See tähendab rohkem torujuhtmeid, rohkem tanklaid ja paremat vesiniku ladustamine ja transport võrgud. The Energeetikaministeerium ja valitsused kogu maailmas investeerivad miljardeid, et seda teha vesinikumajandus reaalsus.

Me näeme edusamme vesiniku salvestamise tehnoloogiad. Mahutid muutuvad kergemaks ja odavamaks. Vedelad orgaanilised vesiniku kandjad (LOHC-d) võivad võimaldada meil normaalsetel temperatuuridel transportida vesinikku õlitaolise vedelikuna. Vesinikkütuseelement elektriline sõidukid muutuvad meie teedel üha tavalisemaks.

Ettevõtete omanikele on see võimalus. Nõudlus vesiniku energia varustus, alates säilitusmahutid juurde Kõrge puhtusastmega erigaasid, tõuseb taevasse. Need, kes investeerivad vesiniku energia nüüd juhib turgu. Me liigume maailma poole, kus vesiniku energia annab jõudu meie tehastele, veoautodele ja kodudele. Praegu on põnev aeg gaasiäris tegutsemiseks.

Võtmed kaasavõtmiseks

• Vesinikenergia on energiakandja: See salvestab teistest allikatest toodetud energiat, toimides maailma jaoks puhta ja suure tihedusega akuna.
• Kolm peamist salvestustehnoloogiat: Säilitame vesinikku a surugaas, a krüogeenne vedelik, või sisse tahkismaterjalid.
• Kokkusurutud vesinik on standardne: Enamiku praeguste rakenduste jaoks vesiniku kõrgsurvehoidla süsinikkiust mahutites (tüüp III ja IV) on kõige tõhusam lahendus.
• Ohutus on esmatähtis: Peame kasutama materjale, mis on vastupidavad vesiniku rabestumine ja järgige selle tagamiseks rangeid protokolle vesiniku ohutus süsteemid.
• Taastuvate energiaallikate lubamine: Vesiniku energia salvestamine võimaldab meil salvestada tohutul hulgal taastuvenergiat pikka aega, tasakaalustades elektrivõrku.
• Infrastruktuuri kasv: The vesinikumajandus laieneb, tehes suuri investeeringuid vesiniku tootmine, säilitusmahutid, ja transpordivõrgud kogu maailmas.