Pasaulis greitai keičiasi, o kartu su tuo keičiasi ir mūsų gyvenimo būdas. Kaip gamyklos Kinijoje savininkas, turintis septynias pramoninių dujų gamybos linijas, aš, Allenas, daugelį metų stebėjau, kaip pramonė vystosi. Mes tolstame nuo tradicinio kuro ir žiūrime į švaresnį horizontą. Tas horizontas apšviestas vandenilio energija. Šis straipsnis skirtas verslo lyderiams, tokiems kaip Markas Shen – ryžtingiems, į ateitį mąstantiems žmonėms, norintiems suprasti šio pokyčio veržles ir varžtus.

Kodėl turėtumėte tai skaityti? Nes supratimas vandenilio energija tai ne tik planetos gelbėjimas; tai apie protingą verslą. Mes ketiname ištirti svarbias technologijas vandenilio gamyba ir saugojimo rezervuarai kad tai įmanoma. Pasinersime į sudėtingą pasaulį energijos kaupimas ir saugojimo technologija tai saugo jį. Nuo vandenilio saugojimo technologijos patinka suspaustas vandenilis į pažengusius aukšto slėgio vandenilio saugykla sprendimus, mes visa tai apimsime. Mes pažvelgsime į vandenilio bakas naujoje šviesoje, suprantant vandenilio rūšys sistemos, kurios suteiks energijos ateičiai energijos sistema. Tai yra jūsų planas į vandenilio ekonomika.

Kas yra vandenilio energija ir kodėl ji svarbi ateičiai?

Vandenilio energija dažnai vadinamas ateities kuru, bet iš tikrųjų tai yra energijos nešėjas. Tai reiškia, kad jis kaupia ir perkelia energiją, panašiai kaip akumuliatorius, o ne kuria ją nuo nulio, kaip nafta ar anglis. Vandenilio energija yra švarus. Kai naudojate jį a kuro elementas, vienintelis išmetimas yra grynas vanduo. Pasauliui, kuris bando sumažinti taršą, vandenilio energija yra stebuklas.

Bet kodėl visi kalba apie vandenilio energija dabar? Taip yra todėl, kad mums reikia a švarios energijos nešėjas kuri gali atlikti sunkų kėlimą. Akumuliatoriai puikiai tinka automobiliams, tačiau dideliems sunkvežimiams, laivams ir lėktuvams jie yra per sunkūs. Vandenilio energija pakuoja daug punšo lengvoje pakuotėje. Jis turi aukštą energijos tankiai pagal svorį. Tai daro vandenilio energija tobulas partneris atsinaujinančios energijos šaltiniai, tokie kaip vėjas ir saulė. Galime naudoti papildomą saulės energiją vandeniliui gaminti, jį laikyti ir tada panaudoti vandenilio energija kai saulė nešviečia.

Tokioms įmonėms kaip mano ir jūsų vandenilio energija reiškia didžiulį tiekimo grandinės pokytį. Matome judėjimą link tvari energija kur vandenilio energija vaidina pagrindinį vaidmenį. Priėmimas vandenilio energija yra ne tik tendencija; tai būtinas žingsnis a tvarios energetikos ateitis. Kai žiūrime į vandenilio įvertinimas kaip pasaulinis išteklius, aišku, kad vandenilio energija čia pasilikti.

Kaip vandenilio gamyba skatina ekologišką ekonomiką?

Kad galėtume jį laikyti, turime jį pagaminti. Vandenilio gamyba yra pirmasis žingsnis grandinėje. Šiuo metu didžioji dalis vandenilio gaminama iš gamtinių dujų. Tai pigu, bet išskiria anglies dioksidą. Tačiau pramonė lenktyniauja link žalias vandenilis. Tai yra vandenilio generavimas naudojant vandenį ir elektros energiją iš atsinaujinančių šaltinių.

Mano gamykloje suprantame, kad svarbi dujų kokybė. Vandenilio gamyba turi būti grynas, ypač skirtas naudoti a vandenilio kuro elementas. Net mažos priemaišos gali sugadinti a kuro elementas. Štai kodėl vandenilio gamyba technologijos tampa vis pažangesnės. Vandeniui skaidyti į deguonį ir vandenilį naudojame elektrolizatorius. Tai švarią ir tvarią energiją metodas yra ateities širdis vandenilio ekonomika.

Bet vandenilio gamyba tai tik pusė mūšio. Kai padarysite dujas, turite jas kur nors įdėti. Jums reikia a saugojimo sistema. Čia ir slypi iššūkis. Vandenilis yra lengviausias elementas visatoje. Tai nori pabėgti. Sujungimas efektyvus vandenilio gamyba su veiksminga vandenilio saugojimo tirpalai yra raktas į visumą energijos sistema dirbti. Be geros saugojimo, vandenilio gamyba yra švaistomas.

Kokie yra pagrindiniai vandenilio saugojimo technologijų tipai šiandien?

Taigi, kaip išlaikyti šias lengvas dujas vienoje vietoje? Yra trys pagrindiniai vandenilio saugojimo technologijos: dujinis, skystas ir kietas. Kiekvienas saugojimo būdas turi savo pliusų ir minusų. Labiausiai paplitęs saugojimo technologija yra dujinio vandenilio saugykla. Tai apima dujų išspaudimą saugojimo rezervuarai esant labai aukštam slėgiui.

Antrasis metodas yra skysto vandenilio saugykla. Jei vandenilį atvėsinate iki -253°C, jis virsta skysčiu. Tai leidžia toje pačioje erdvėje laikyti daug daugiau vandenilio. Tačiau išlaikyti jį tokiame šaltyje užima daug energijos. Tai skysčio laikymas dažniausiai naudojamas kosminėms raketoms arba specializuotam transportui.

Trečias ir futuristiškiausias yra kietojo kūno saugykla. Tai naudoja vandenilio saugojimo medžiagos kad sugertų dujas kaip kempinė. Tai labai saugu, tačiau bakai gali būti sunkūs. Kol tyrinėjame vandenilio saugojimo technologijos, turime subalansuoti svorį, kainą ir saugumą. Pramoniniam naudojimui, pavyzdžiui, tai, ką perka Markas, suspaustas vandenilis stiprioje vandenilio bakas yra standartas. Tai pats brandžiausias vandenilio saugojimo technologija turime dabar.

Kaip iš tikrųjų veikia suspausto vandenilio talpyklos?

Pasigilinkime giliau suspaustas vandenilis. Įsivaizduokite, kad į mažą maišelį bandote sutalpinti miegmaišį. Turite stipriai spausti. Su tuo mes ir darome suslėgto vandenilio saugykla. Mes naudojame kompresorius, kad priverstume dujas į a vandenilio bakas. Tai ne tik įprasti bakai; jie yra slėginiai indai sukurtas atlaikyti didžiulę jėgą.

Šį slėgį matuojame "barais". Standartinė automobilio padanga yra apie 2 barus. Suspaustas vandenilis cisternos dažnai veikia esant 350 barų ar net 700 barų slėgiui! Tai 700 kartų didesnis už atmosferos slėgį. Esant tokiam spaudimui, vandenilio dujos tampa pakankamai tankus, kad būtų naudingas. Tai aukšto slėgio vandenilio saugykla leidžia a kuro elementų elektromobilis (FCEV) nuvažiuoti šimtus mylių.

The vandenilio saugojimo sistema transporto priemonėje arba gamykloje turi būti tvirti. Suspausto vandenilio kaupimo sistemos srautui valdyti naudokite pažangius vožtuvus ir reguliatorius. Kai atidarote vožtuvą, suspaustas vandenilis išskuba, paruoštas naudojimui. Tai paprasta koncepcija, tačiau jos inžinerija aukšto slėgio vandenilio talpyklos yra neįtikėtinai tikslus. Turime užtikrinti, kad kiekvienas vandenilio bakas yra saugus ir patikimas.

Kas yra skysto vandenilio saugykla ir kada ji naudojama?

Skysto vandenilio saugykla yra sunkiasvorių energijos tankio čempionas. Dujas pavertę skysčiu, žymiai padidiname jų tankį. Tai reiškia, kad daugiau energijos galime sutalpinti į mažesnius saugojimo rezervuarai. Tai labai svarbu programoms, kuriose erdvė ribota, bet jums reikia daug energijos, pvz., aviacijos erdvėje ar sunkiasvorių krovinių gabenime.

Tačiau skysto vandenilio saugykla yra keblus. Jums reikia specialaus "kriogeno" vandenilio bakas. Šis bakas veikia kaip supertermosas. Jame yra izoliacijos sluoksniai, kad šiluma nepatektų. Jei vandenilis nors šiek tiek įšyla, jis vėl virsta dujomis ir plečiasi. Tai vadinama „užvirimu“. Suvaldyti šį užvirimą yra didelis iššūkis skysto vandenilio talpyklos.

Nepaisant iššūkių, skysto vandenilio saugykla yra gyvybiškai svarbus pasauliui vandenilio tiekimas. Tikėtina, kad naudosis laivai, gabenantys didelius vandenilio kiekius per vandenynus skysčių saugojimas. Tai efektyviausias būdas dideliais kiekiais pervežti dideliais atstumais. Dėl a vandenilio ekonomika Norėdami tapti pasauliniu mastu, turime įvaldyti skysto vandenilio saugojimas. Tai papildo suslėgtų dujų saugykla tvarkydami tolimą kelionę.

Ar kietojo kūno medžiagos gali pakeisti vandenilio saugojimą?

O jei mums nereikėtų aukšto slėgio ar didelio šalčio? Tai yra pažadas kietojo kūno saugykla. Taikant šį metodą, naudojame specialias medžiagas, tokias kaip metalo hidridai saugoti vandenilį. The vandenilio molekulės iš tikrųjų jungiasi su metalo atomais. Tai tarsi metalas „sugeria“ vandenilį. Tai metalo hidrido saugykla yra neįtikėtinai saugus, nes vandenilis yra užrakintas kietoje struktūroje.

Norėdami pašalinti vandenilį, tiesiog pašildykite medžiagą. Taip išleidžiamos dujos. Tai vandenilio saugojimo būdas siūlo aukštus tūrinis energijos tankis, tai reiškia, kad galite supakuoti daug vandenilio į mažą erdvę be didelio slėgio. Metalo hidrido vandenilio saugykla puikiai tinka stacionarioms programoms, pvz., atsarginiam pastato maitinimui.

Tačiau medžiagos yra sunkios. A vandenilio bakas užpildytas metalo milteliais sveria daug daugiau nei paprastas dujų bakas. Tai daro kietojo kūno saugykla mažiau idealiai tinka automobiliams. Tačiau mokslininkai dirba su naujais vandenilio saugojimo medžiagos kurie yra lengvesni ir greičiau užpildomi. Ši sritis vandenilio saugojimo technologijos yra įdomus, nes išsprendžia daugybę su aukštu slėgiu susijusių saugos problemų.

Kokios medžiagos naudojamos aukšto slėgio vandenilio talpykloms statyti?

Jei ketinate laikyti dujas 700 barų slėgyje, galite naudoti ne tik surūdijusią seną skardinę. Aukšto slėgio vandenilio saugykla reikalingos pažangiausios medžiagos. Yra keturi pagrindiniai tipai vandenilio bakas dizainai, klasifikuojami kaip I–IV tipai.

I tipas pagamintas iš viso plieno. Jis sunkus, bet pigus. Tai mes dažnai naudojame stacionariai dujų saugykla gamyklose. II tipas turi plieninį įdėklą, apvyniotą stiklo pluoštu. Jis yra šiek tiek lengvesnis. III tipas turi aliuminio įdėklą, apvyniotą anglies pluoštu. Dabar mes patenkame į aukštųjų technologijų teritoriją.

Pažangiausias yra IV tipas vandenilio bakas. Šis bakas turi plastikinį įdėklą, apvyniotą anglies pluoštu. Jis yra labai stiprus ir labai lengvas. Tai yra vandenilio bakas naudojamas šiuolaikinėje vandenilio kuro elementų transporto priemonės. Anglies pluoštas suteikia tvirtumo išlaikyti suspaustas vandenilis, o plastikas išlaiko dujas viduje. Šios tankų technologijos yra brangūs, bet būtini vandenilio energija revoliucija. Kaip gamintojas, matau šių kompozitų paklausą slėginiai indai auga kiekvienais metais.

Kaip sprendžiame saugą ir vandenilio trapumą rezervuaruose?

Saugumas yra svarbiausias rūpestis kiekvienam, perkančiam pramonines dujas. Markas tai puikiai žino. Vienas iš unikalių vandenilio pavojų yra vadinamasis vandenilio trapumas. Vandenilio atomai yra tokie maži, kad gali prasiskverbti į metalines a vandenilio bakas. Patekę į vidų, metalas gali tapti trapus ir linkęs įtrūkti. Įtrūkęs aukšto slėgio vandenilio saugykla tankas yra nelaimė, kurios laukia.

Siekiant užkirsti kelią vandenilio trapumas, mes turime būti labai atsargūs su savo medžiagomis. Mes naudojame specialius plieno lydinius, kurie yra atsparus vandenilio trapumui. IV tipo rezervuaruose plastikinis įdėklas veikia kaip barjeras, apsaugantis išorinę konstrukciją. Taip pat griežtai kontroliuojame slėgis ir temperatūra užpildymo metu, kad sumažintumėte stresą vandenilio bakas.

The vandenilio saugojimo sauga taip pat apima griežtus bandymus. kas vandenilio saugojimo sistema atliekamas sprogimo, kritimo ir ugnies bandymas. Gydome vandenilio energija su pagarba. Teisingai elgiantis su dešine vandenilio saugojimo technologijos, jis toks pat saugus kaip benzinas ar gamtinės dujos. Turime užtikrinti saugus vandenilio saugojimas sukurti pasitikėjimą rinka.

Kokį vaidmenį atlieka vandenilio energijos saugojimas atsinaujinančios energijos sistemose?

Vandenilio energijos kaupimas yra trūkstama atsinaujinančios energijos galvosūkio dalis. Ne visada saulė šviečia, o vėjas ne visada pučia. Mums reikia būdo, kaip sukaupti tą energiją vėliau. Baterijos yra tinkamos trumpam laikui, bet vandenilio energijos kaupimas geriausiai tinka ilgam laikui.

Vėjo energijos perteklių galime panaudoti elektrolizatoriams paleisti, kurti vandenilio energija. Šį vandenilį laikome didelėse talpyklose ar net viduje požeminė vandenilio saugykla urvus. Tada, praėjus savaitėms ar mėnesiams, kai mums reikia energijos, paleidžiame vandenilį per a kuro elementas arba turbina elektrai gaminti. Tai virsta vandenilio energija į didžiulę bateriją elektros tinklui.

Ši programa sukuria vandenilio energija pagrindinis žaidėjas energijos perėjimas. Tai leidžia mums naudoti daugiau atsinaujinančios energijos nesijaudindami dėl elektros energijos tiekimo sutrikimų. Pramoniniams objektams, turintiems a vandenilio energijos kaupimas sistema reiškia, kad atsarginė energija yra švari ir patikima. Tai sumažina energijos suvartojimas nuo tinklo ir sumažina anglies pėdsaką.

Kokia yra vandenilio ekonomikos ir infrastruktūros ateitis?

Ateitis šviesi vandenilio energija. Matome pasaulinį postūmį kurti vandenilio infrastruktūra. Tai reiškia daugiau vamzdynų, daugiau degalinių ir geriau vandenilio saugojimas ir transportavimas tinklus. The Energetikos departamentas ir viso pasaulio vyriausybės investuoja milijardus, kad vandenilio ekonomika tikrovė.

Pamatysime pažangą vandenilio saugojimo technologijos. Cisternos taps lengvesnės ir pigesnės. Skysti organiniai vandenilio nešikliai (LOHC) gali leisti mums transportuoti vandenilį kaip į aliejų panašų skystį esant normaliai temperatūrai. Vandenilio kuro elementas elektrinis transporto priemonės mūsų keliuose taps dažnesnės.

Verslo savininkams tai yra galimybė. Paklausa dėl vandenilio energija įranga, nuo saugojimo rezervuarai į Aukšto grynumo specialios dujos, pakils į dangų. Tie, kurie investuoja į vandenilio energija dabar vadovaus rinkai. Judame link pasaulio, kuriame vandenilio energija maitina mūsų gamyklas, sunkvežimius ir namus. Tai įdomus metas užsiimti dujų verslu.

Key Takeaways

• Vandenilio energija yra energijos nešėjas: Jis kaupia energiją, pagamintą iš kitų šaltinių, veikdamas kaip švari, didelio tankio baterija visam pasauliui.
• Trys pagrindinės saugojimo technologijos: Vandenilį laikome kaip a suslėgtų dujų, a kriogeninis skystis, arba į kietojo kūno medžiagos.
• Suslėgtas vandenilis yra standartinis: Daugumai dabartinių programų aukšto slėgio vandenilio saugykla anglies pluošto talpyklose (III ir IV tipo) yra efektyviausias sprendimas.
• Svarbiausia saugumas: Turime naudoti medžiagas, atsparias vandenilio trapumas ir laikykitės griežtų protokolų, kad užtikrintumėte vandenilio sauga sistemos.
• Atsinaujinančių išteklių įgalinimas: Vandenilio energijos kaupimas leidžia ilgą laiką saugoti didžiulius kiekius atsinaujinančios energijos, subalansuojant elektros tinklą.
• Infrastruktūros augimas: The vandenilio ekonomika plečiasi, į ją daug investuojama vandenilio gamyba, saugojimo rezervuaraiir transporto tinklai visame pasaulyje.