Աշխարհն արագ է փոխվում, և ինչպես ենք մենք զորացնում մեր կյանքը, փոխվում է դրա հետ մեկտեղ: Որպես Չինաստանի գործարանատեր՝ յոթ արտադրական գծերով, որոնք նվիրված են արդյունաբերական գազերին, ես՝ Ալենս, տարիներ շարունակ հետևել եմ արդյունաբերության զարգացմանը: Մենք հեռանում ենք ավանդական վառելիքներից և նայում ենք դեպի ավելի մաքուր հորիզոն: Այդ հորիզոնը լուսավորված է ջրածնի էներգիա. Այս հոդվածը գրված է այնպիսի գործարար առաջնորդների համար, ինչպիսին Մարկ Շենն է՝ վճռական, ապագա մտածող մարդկանց համար, ովքեր ցանկանում են հասկանալ այս փոփոխության կարևորությունը:

Ինչու՞ պետք է սա կարդալ: Որովհետև հասկանալով ջրածնի էներգիա դա միայն մոլորակը փրկելու մասին չէ. խոսքը խելացի բիզնեսի մասին է: Մենք պատրաստվում ենք ուսումնասիրել ետևում գտնվող կրիտիկական տեխնոլոգիաները ջրածնի արտադրություն և պահեստային տանկեր որոնք դա հնարավոր են դարձնում: Մենք կսուզվենք դեպի բարդ աշխարհ էներգիայի պահեստավորում և պահեստավորման տեխնոլոգիա դա ապահով է պահում: Սկսած ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիաներ նման սեղմված ջրածին դեպի առաջադեմ բարձր ճնշման ջրածնի պահեստավորում լուծումներ, մենք կանդրադառնանք այդ ամենին: Մենք կանդրադառնանք ջրածնի բաք նոր լույսի ներքո՝ հասկանալով ջրածնի տեսակները համակարգեր, որոնք կերտեն ապագան էներգետիկ համակարգ. Սա ձեր ճանապարհային քարտեզն է դեպի ջրածնի տնտեսություն.

Ի՞նչ է ջրածնի էներգիան և ինչու է այն կարևոր ապագայի համար:

Ջրածնի էներգիա հաճախ կոչվում է ապագայի վառելիք, բայց իրականում դա ան էներգիայի կրիչ. Սա նշանակում է, որ այն կուտակում և տեղափոխում է էներգիա, ինչպես մարտկոցը, այլ ոչ թե այն զրոյից ստեղծելու, ինչպես նավթը կամ ածուխը: Ջրածնի էներգիա մաքուր է. Երբ այն օգտագործում եք ա վառելիքի բջիջ, միակ արտանետումը մաքուր ջուրն է։ Աշխարհի համար, որը փորձում է նվազեցնել աղտոտվածությունը, ջրածնի էներգիա հրաշք է.

Բայց ինչու են բոլորը խոսում ջրածնի էներգիա հիմա? Դա այն պատճառով է, որ մեզ անհրաժեշտ է ա մաքուր էներգիայի կրիչ որը կարող է ծանրություն բարձրացնել: Մարտկոցները հիանալի են մեքենաների համար, բայց մեծ բեռնատարների, նավերի և ինքնաթիռների համար դրանք չափազանց ծանր են: Ջրածնի էներգիա փաթեթավորում է շատ դակիչ թեթեւ փաթեթում: Ունի բարձր էներգիայի խտությունները քաշով։ Սա ստիպում է ջրածնի էներգիա կատարյալ գործընկեր համար վերականգնվող էներգիա աղբյուրներ, ինչպիսիք են քամին և արևը: Մենք կարող ենք լրացուցիչ արևային էներգիա օգտագործել ջրածին արտադրելու, այն պահելու և այնուհետև օգտագործելու համար ջրածնի էներգիա երբ արևը չի շողում.

Իմ և քո նման բիզնեսների համար, ջրածնի էներգիա ներկայացնում է մատակարարման շղթայի զանգվածային տեղաշարժ: Մենք տեսնում ենք շարժ դեպի կայուն էներգիա որտեղ ջրածնի էներգիա կենտրոնական դեր է խաղում. Ընդունելով ջրածնի էներգիա պարզապես միտում չէ. դա անհրաժեշտ քայլ է ա կայուն էներգետիկ ապագա. Քանի որ մենք նայում ենք ջրածնի գնահատում որպես համաշխարհային ռեսուրս պարզ է, որ ջրածնի էներգիա այստեղ է մնալու համար:

Ինչպե՞ս է ջրածնի արտադրությունը աշխատում կանաչ տնտեսությունը վառելու համար:

Նախքան այն պահելը, մենք պետք է պատրաստենք այն: Ջրածնի արտադրություն շղթայի առաջին քայլն է: Ներկայումս ջրածնի մեծ մասը պատրաստվում է բնական գազից։ Սա էժան է, բայց առաջացնում է ածխաթթու գազ: Այնուամենայնիվ, արդյունաբերությունը մրցում է դեպի կանաչ ջրածին. Սա է ջրածնի առաջացում ջրի և էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը վերականգնվող աղբյուրներից.

Իմ գործարանում մենք հասկանում ենք, որ գազի որակը կարևոր է։ Ջրածնի արտադրություն պետք է լինի մաքուր, հատկապես ա ջրածնի վառելիքի բջիջ. Նույնիսկ չնչին կեղտերը կարող են փչացնել ա վառելիքի բջիջ. Ահա թե ինչու ջրածնի արտադրություն տեխնոլոգիաները դառնում են ավելի առաջադեմ. Մենք օգտագործում ենք էլեկտրոլիզատորներ ջուրը թթվածնի և ջրածնի բաժանելու համար: Սա մաքուր և կայուն էներգիա մեթոդը ապագայի սիրտն է ջրածնի տնտեսություն.

Բայց ջրածնի արտադրություն գործի միայն կեսն է: Գազը պատրաստելուց հետո պետք է ինչ-որ տեղ դնել: Ձեզ անհրաժեշտ է ա պահեստավորման համակարգ. Ահա թե որտեղ է մարտահրավերը: Ջրածինը տիեզերքի ամենաթեթև տարրն է: Ուզում է փախչել։ Արդյունավետ միացում ջրածնի արտադրություն արդյունավետ հետ ջրածնի պահպանման լուծումներ ամբողջը ստեղծելու բանալին է էներգետիկ համակարգ աշխատանք. Առանց լավ պահեստավորման, ջրածնի արտադրություն վատնված է.

Որո՞նք են այսօր առկա ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիաների հիմնական տեսակները:

Այսպիսով, ինչպե՞ս ենք մենք պահում այս թեթև գազը մեկ տեղում: Կան երեք հիմնական ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիաներԳազ, հեղուկ և պինդ: Յուրաքանչյուրը պահպանման եղանակը ունի իր դրական և բացասական կողմերը: Ամենատարածվածը պահեստավորման տեխնոլոգիա է գազային ջրածնի պահեստավորում. Սա ներառում է գազի մեջ սեղմում պահեստային տանկեր շատ բարձր ճնշումների դեպքում:

Երկրորդ մեթոդն է հեղուկ ջրածնի պահեստավորում. Եթե ​​ջրածինը սառչում եք մինչև -253°C, այն վերածվում է հեղուկի։ Սա թույլ է տալիս շատ ավելի շատ ջրածին պահել նույն տարածքում: Այնուամենայնիվ, այն սառը պահելը մեծ էներգիա է պահանջում: Սա հեղուկի պահեստավորում հիմնականում օգտագործվում է տիեզերական հրթիռների կամ մասնագիտացված տրանսպորտի համար։

Երրորդը և ամենաֆուտուրիստականն է պինդ վիճակում պահեստավորում. Սա օգտագործում է ջրածնի պահպանման նյութեր գազը սպունգի պես կլանել։ Սա շատ անվտանգ է, բայց տանկերը կարող են ծանր լինել: Երբ մենք ուսումնասիրում ենք ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիաներ, մենք պետք է հավասարակշռենք քաշը, արժեքը և անվտանգությունը: Արդյունաբերական օգտագործման համար, ինչպես այն, ինչ գնում է Մարկը, սեղմված ջրածին ուժեղի մեջ ջրածնի բաք ստանդարտն է: Դա ամենահասունն է ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիա մենք ունենք հենց հիմա:

Ինչպե՞ս են իրականում աշխատում սեղմված ջրածնի պահեստավորման տանկերը:

Եկեք ավելի խորանանք սեղմված ջրածին. Պատկերացրեք՝ փորձում եք քնապարկը տեղավորել փոքրիկ պարկի մեջ: Պետք է ուժեղ մղել: Դա այն է, ինչ մենք անում ենք սեղմված ջրածնի պահեստավորում. Մենք օգտագործում ենք կոմպրեսորներ՝ գազը ստիպելու համար ջրածնի բաք. Սրանք պարզապես սովորական տանկեր չեն. նրանք են ճնշման անոթներ նախատեսված է հսկայական ուժին դիմակայելու համար:

Մենք չափում ենք այս ճնշումը «բարով»: Մեքենայի ստանդարտ անվադողը մոտ 2 բար է: Սեղմված ջրածին տանկերը հաճախ աշխատում են 350 բար կամ նույնիսկ 700 բար: Դա 700 անգամ գերազանցում է մթնոլորտի ճնշումը։ Այս ճնշումների դեպքում, ջրածնի գազ դառնում է բավականաչափ խիտ, որպեսզի օգտակար լինի: Սա բարձր ճնշման ջրածնի պահեստավորում թույլ է տալիս ա վառելիքի բջջային էլեկտրական մեքենա (FCEV) հարյուրավոր մղոններ քշելու համար:

Այն ջրածնի պահպանման համակարգ մեքենայում կամ գործարանում պետք է ամուր լինի: Սեղմված ջրածնի պահեստավորման համակարգեր օգտագործեք առաջադեմ փականներ և կարգավորիչներ՝ հոսքը վերահսկելու համար: Երբ բացում եք փականը, սեղմված ջրածին շտապ դուրս է գալիս, պատրաստ է օգտագործման: Դա պարզ հայեցակարգ է, բայց դրա հիմքում ընկած ճարտարագիտությունը բարձր ճնշման ջրածնի պահեստավորման տանկեր աներևակայելի ճշգրիտ է: Մենք պետք է ապահովենք, որ ամեն ջրածնի բաք անվտանգ է և հուսալի:

Ի՞նչ է հեղուկ ջրածնի պահեստավորումը և երբ է այն օգտագործվում:

Հեղուկ ջրածնի պահեստավորում էներգիայի խտության ծանրքաշային չեմպիոնն է։ Գազը հեղուկի վերածելով՝ զգալիորեն մեծացնում ենք նրա խտությունը։ Սա նշանակում է, որ մենք կարող ենք ավելի շատ էներգիա տեղավորել փոքրի մեջ պահեստային տանկեր. Սա շատ կարևոր է այն ծրագրերի համար, որտեղ տարածքը սահմանափակ է, բայց ձեզ մեծ ուժ է պետք, ինչպես օդատիեզերքում կամ ծանր բեռնափոխադրումներում:

Այնուամենայնիվ, հեղուկ ջրածնի պահեստավորում բարդ է. Ձեզ անհրաժեշտ է հատուկ «կրիոգենիկ» ջրածնի բաք. Այս տանկը գործում է սուպերթերմոսի պես: Այն ունի ջերմամեկուսիչ շերտեր, որոնք թույլ չեն տալիս ջերմությունը չթողնել: Եթե ​​ջրածինը թեկուզ մի փոքր տաքանում է, այն նորից եռում է գազ և ընդլայնվում։ Սա կոչվում է «եռալ»: Այս թուլացման կառավարումը մեծ մարտահրավեր է հեղուկ ջրածնի պահեստավորման տանկեր.

Չնայած մարտահրավերներին, հեղուկ ջրածնի պահեստավորում կենսական նշանակություն ունի համաշխարհայինի համար ջրածնի մատակարարում. Օվկիանոսներով հսկայական քանակությամբ ջրածին տեղափոխող նավերը, հավանաբար, կօգտագործվեն հեղուկի պահեստավորում. Դա մեծ քանակությամբ երկար հեռավորությունների վրա տեղափոխելու ամենաարդյունավետ միջոցն է: Համար ա ջրածնի տնտեսություն համաշխարհային դառնալու համար մենք պետք է տիրապետենք դրան հեղուկ ջրածնի պահեստավորում. Այն լրացնում է սեղմված գազի պահեստ երկարատև ճանապարհորդությունը վարելով:

Կարո՞ղ են պինդ վիճակի նյութերը հեղափոխել ջրածնի պահեստավորումը:

Ի՞նչ կլիներ, եթե մեզ չպահանջվեր բարձր ճնշում կամ ծայրահեղ ցուրտ: Դա խոստումն է պինդ վիճակում պահեստավորում. Այս մեթոդով մենք օգտագործում ենք հատուկ նյութեր, ինչպիսիք են մետաղական հիդրիդները, որպեսզի պահպանել ջրածինը. Այն ջրածնի մոլեկուլներ իրականում կապ է մետաղի ատոմների հետ: Կարծես մետաղը «ներծծում է» ջրածինը։ Սա մետաղական հիդրիդի պահեստավորում աներևակայելի անվտանգ է, քանի որ ջրածինը փակված է ամուր կառուցվածքում:

Ջրածինը դուրս հանելու համար դուք պարզապես տաքացնում եք նյութը: Սա ազատում է գազը: Սա ջրածնի պահպանման եղանակը առաջարկում է բարձր էներգիայի ծավալային խտություն, այսինքն՝ դուք կարող եք շատ ջրածին փաթեթավորել փոքր տարածության մեջ՝ առանց բարձր ճնշման: Մետաղական հիդրիդ ջրածնի պահեստավորում հիանալի է ստացիոնար ծրագրերի համար, ինչպես օրինակ՝ շենքի պահեստային էներգիան:

Այնուամենայնիվ, նյութերը ծանր են. Ա ջրածնի բաք մետաղական փոշիով լցված կշռում է շատ ավելին, քան պարզ գազի բաքը: Սա ստիպում է պինդ վիճակում պահեստավորում ավելի քիչ իդեալական մեքենաների համար: Սակայն հետազոտողները աշխատում են նորի վրա նյութեր ջրածնի պահպանման համար որոնք ավելի թեթև և արագ են լցվում: Այս տարածքը ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիաներ հուզիչ է, քանի որ լուծում է բարձր ճնշման հետ կապված անվտանգության բազմաթիվ խնդիրներ:

Ինչ նյութեր են օգտագործվում բարձր ճնշման ջրածնի պահեստավորման տանկերի կառուցման համար:

Եթե դուք պատրաստվում եք գազ պահել 700 բարում, ապա չեք կարող օգտագործել միայն ժանգոտած հին տարա: Բարձր ճնշման ջրածնի պահեստավորում պահանջում է ժամանակակից նյութեր. Կան չորս հիմնական տեսակներ ջրածնի բաք նմուշներ, որոնք դասակարգվում են որպես I-ից մինչև IV տիպ:

I տիպը պատրաստված է ամբողջ պողպատից: Ծանր է, բայց էժան։ Սա այն է, ինչ մենք հաճախ օգտագործում ենք ստացիոնարի համար գազի պահեստավորում գործարաններում։ II տիպն ունի ապակեպլաստե փաթաթված պողպատե երեսպատում: Մի քիչ ավելի թեթեւ է: III տիպն ունի ալյումինե երեսպատում, որը փաթաթված է ածխածնային մանրաթելով: Այժմ մենք մտնում ենք բարձր տեխնոլոգիաների տարածք։

Ամենաառաջադեմը տիպի IV-ն է ջրածնի բաք. Այս բաքը ունի ածխածնի մանրաթելով փաթաթված պլաստիկ երեսպատում: Այն չափազանց ամուր է և շատ թեթև։ Սա է ջրածնի բաք օգտագործվում է ժամանակակից ջրածնային վառելիքի բջիջներով տրանսպորտային միջոցներ. Ածխածնի մանրաթելն ապահովում է ամրությունը պահելու համար սեղմված ջրածին, մինչդեռ պլաստիկը գազը ներսում է պահում։ Սրանք տանկային տեխնոլոգիաներ թանկ են, բայց դրանք կարևոր են դրա համար ջրածնի էներգիա հեղափոխություն։ Որպես արտադրող, ես տեսնում եմ այս կոմպոզիտների պահանջարկը ճնշման անոթներ աճում է ամեն տարի:

Ինչպե՞ս ենք մենք լուծում տանկերի անվտանգության և ջրածնի փխրունությունը:

Անվտանգությունը թիվ մեկ մտահոգությունն է բոլոր նրանց համար, ովքեր գնում են արդյունաբերական գազեր: Մարկը դա լավ գիտի։ Ջրածնի եզակի վտանգներից մեկը կոչվում է ջրածնի փխրունություն. Ջրածնի ատոմներն այնքան փոքր են, որ կարող են շարժվել դեպի մետաղական պատերը ջրածնի բաք. Ներս մտնելով՝ նրանք կարող են մետաղը դարձնել փխրուն և հակված ճաքելու: A ճեղքված բարձր ճնշման ջրածնի պահեստավորում տանկը աղետ է, որը սպասում է տեղի ունենալ:

Կանխարգելելու համար ջրածնի փխրունություն, մենք պետք է շատ զգույշ լինենք մեր նյութերի հետ։ Մենք օգտագործում ենք հատուկ պողպատե համաձուլվածքներ, որոնք դիմացկուն է ջրածնի փխրունությանը. IV տիպի տանկերում պլաստիկ երեսպատումը գործում է որպես խոչընդոտ՝ պաշտպանելով արտաքին կառուցվածքը: Մենք նաև խստորեն վերահսկում ենք ճնշում և ջերմաստիճան լիցքավորման ժամանակ՝ նվազագույնի հասցնելու սթրեսը ջրածնի բաք.

Այն ջրածնի պահպանման անվտանգությունը ներառում է նաև խիստ թեստավորում: Ամեն ջրածնի պահպանման համակարգ անցնում է պայթեցման փորձարկում, անկման փորձարկում և կրակի փորձարկում: Մենք բուժում ենք ջրածնի էներգիա հարգանքով։ Երբ ճիշտ վարվում է աջով ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիաներ, այն նույնքան անվտանգ է, որքան բենզինը կամ բնական գազը։ Պետք է ապահովել ջրածնի անվտանգ պահպանում շուկայում վստահություն ձևավորելու համար:

Ի՞նչ դեր է խաղում ջրածնի էներգիայի պահեստավորումը վերականգնվող էներգիայի համակարգերում:

Ջրածնի էներգիայի պահպանում վերականգնվող էներգիայի գլուխկոտրուկի բացակայող հատվածն է: Արևը միշտ չէ, որ փայլում է, և քամին միշտ չէ, որ փչում է: Մեզ միջոց է պետք այդ էներգիան հետագայում պահելու համար: Մարտկոցները լավ են կարճ ժամանակի համար, բայց ջրածնի էներգիայի պահպանում լավագույնը երկարատև է:

Մենք կարող ենք օգտագործել ավելցուկային քամու ուժը էլեկտրոլիզատորներ գործարկելու համար՝ ստեղծելով ջրածնի էներգիա. Մենք այս ջրածինը պահում ենք մեծ տանկերում կամ նույնիսկ ներսում ստորգետնյա ջրածնի պահեստավորում քարանձավներ. Այնուհետև, շաբաթներ կամ ամիսներ անց, երբ մեզ էներգիա է անհրաժեշտ, մենք ջրածինը անցնում ենք ա վառելիքի բջիջ կամ տուրբին էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Սա ստացվում է ջրածնի էներգիա զանգվածային մարտկոցի մեջ էլեկտրական ցանցի համար:

Այս հավելվածը ստեղծում է ջրածնի էներգիա հիմնական խաղացող է էներգիայի անցում. Այն թույլ է տալիս մեզ ավելի շատ օգտագործել վերականգնվող էներգիա առանց անհանգստանալու հոսանքազրկման մասին: Արդյունաբերական տեղամասերի համար, ունենալով ա ջրածնի էներգիայի պահպանում համակարգը նշանակում է, որ դուք ունեք պահեստային հզորություն, որը մաքուր և հուսալի է: Այն նվազեցնում է էներգիայի սպառումը ցանցից և նվազեցնում է ածխածնի հետքերը:

Ո՞րն է ջրածնի տնտեսության և ենթակառուցվածքների ապագան:

Ապագայի համար պայծառ է ջրածնի էներգիա. Մենք տեսնում ենք գլոբալ մղում կառուցելու համար ջրածնային ենթակառուցվածք. Սա նշանակում է ավելի շատ խողովակաշարեր, ավելի շատ լիցքավորման կայաններ և ավելի լավ ջրածնի պահեստավորում և տեղափոխում ցանցեր։ Այն Էներգետիկայի վարչություն և ամբողջ աշխարհի կառավարությունները միլիարդներ են ներդնում այն դարձնելու համար ջրածնի տնտեսություն իրականություն.

Մենք կտեսնենք առաջընթացներ ջրածնի պահպանման տեխնոլոգիաներ. Տանկերը կդառնան ավելի թեթև և էժան: Հեղուկ օրգանական ջրածնի կրիչներ (LOHCs) կարող է մեզ թույլ տալ ջրածինը տեղափոխել որպես նավթի նման հեղուկ նորմալ ջերմաստիճաններում: Ջրածնի վառելիքի բջիջների էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներն ավելի տարածված կլինեն մեր ճանապարհներին.

Բիզնեսի սեփականատերերի համար սա հնարավորություն է: պահանջարկը ջրածնի էներգիա սարքավորումներ, սկսած պահեստային տանկեր դեպի Բարձր մաքրության մասնագիտացված գազեր, երկինք կբարձրանա։ Նրանք, ովքեր ներդրումներ են կատարում ջրածնի էներգիա այժմ կգլխավորի շուկան: Մենք շարժվում ենք դեպի մի աշխարհ, որտեղ ջրածնի էներգիա սնուցում է մեր գործարանները, մեր բեռնատարները և մեր տները: Գազի բիզնեսով զբաղվելու համար հետաքրքիր ժամանակ է:

Հիմնական Takeaways

• Ջրածնի էներգիան էներգիայի կրիչ է. Այն պահպանում է այլ աղբյուրներից արտադրված էներգիան՝ գործելով որպես մաքուր, բարձր խտության մարտկոց աշխարհի համար:
• Պահպանման երեք հիմնական տեխնոլոգիաներ. Մենք ջրածինը պահում ենք որպես ա սեղմված գազ, ա կրիոգեն հեղուկ, կամ մեջ պինդ վիճակի նյութեր.
• Սեղմված ջրածինը ստանդարտ է. Ընթացիկ հավելվածների մեծ մասի համար, բարձր ճնշման ջրածնի պահեստավորում ածխածնային մանրաթելային տանկերում (III և IV տիպ) ամենաարդյունավետ լուծումն է:
• Անվտանգությունը առաջնային է. Մենք պետք է օգտագործենք դիմացկուն նյութեր ջրածնի փխրունություն և հետևել խիստ արձանագրություններին` ապահովելու համար ջրածնի անվտանգությունը համակարգեր։
• Վերականգնվող էներգիայի ակտիվացում. Ջրածնի էներգիայի պահպանում թույլ է տալիս մեզ երկար ժամանակ պահել վերականգնվող էներգիայի հսկայական քանակություն՝ հավասարակշռելով էլեկտրական ցանցը:
• Ենթակառուցվածքի աճ. Այն ջրածնի տնտեսություն ընդլայնվում է՝ հսկայական ներդրումներով ջրածնի արտադրություն, պահեստային տանկեր, և տրանսպորտային ցանցեր ամբողջ աշխարհում: