Pasaule strauji mainās, un līdz ar to mainās arī mūsu dzīvesveids. Kā rūpnīcas īpašnieks Ķīnā ar septiņām ražošanas līnijām, kas paredzētas rūpnieciskajām gāzēm, es, Alens, gadiem ilgi esmu vērojis nozares attīstību. Mēs attālināmies no tradicionālajām degvielām un skatāmies uz tīrāku apvārsni. Šis horizonts ir izgaismots ūdeņraža enerģija. Šis raksts ir rakstīts tādiem uzņēmumu vadītājiem kā Marks Šens — izlēmīgiem, tālredzīgiem cilvēkiem, kuri vēlas izprast šīs maiņas uzgriežņus un skrūves.

Kāpēc jums tas būtu jālasa? Jo sapratne ūdeņraža enerģija nav tikai planētas glābšana; tas ir par gudru biznesu. Mēs izpētīsim svarīgākās tehnoloģijas ūdeņraža ražošana un uzglabāšanas tvertnes kas padara to iespējamu. Mēs ienirsim sarežģītajā pasaulē enerģijas uzkrāšana un uzglabāšanas tehnoloģija kas to pasargā. No ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģijas patīk saspiests ūdeņradis uz progresīvu augstspiediena ūdeņraža uzglabāšana risinājumus, mēs to visu aptversim. Mēs apskatīsim ūdeņraža tvertne jaunā gaismā, izprotot ūdeņraža veidi sistēmas, kas nodrošinās nākotni enerģijas sistēma. Šis ir jūsu ceļvedis uz ūdeņraža ekonomika.

Kas ir ūdeņraža enerģija un kāpēc tā ir svarīga nākotnei?

Ūdeņraža enerģija to bieži sauc par nākotnes degvielu, bet patiesībā tā ir enerģijas nesējs. Tas nozīmē, ka tas uzglabā un pārvieto enerģiju, līdzīgi kā to dara akumulators, nevis rada to no nulles, piemēram, naftu vai ogles. Ūdeņraža enerģija ir tīrs. Kad jūs to izmantojat a degvielas šūna, vienīgā izplūde ir tīrs ūdens. Pasaulei, kas cenšas samazināt piesārņojumu, ūdeņraža enerģija ir brīnums.

Bet kāpēc visi runā par ūdeņraža enerģija tagad? Tas ir tāpēc, ka mums ir nepieciešams a tīras enerģijas nesējs kas var veikt smagu celšanu. Akumulatori ir lieliski piemēroti automašīnām, bet lielām kravas automašīnām, kuģiem un lidmašīnām tie ir pārāk smagi. Ūdeņraža enerģija iepako daudz punšu vieglā iepakojumā. Tam ir augsts enerģijas blīvumi pēc svara. Tas padara ūdeņraža enerģija ideāls partneris atjaunojamo enerģiju avoti, piemēram, vējš un saule. Mēs varam izmantot papildu saules enerģiju, lai ražotu ūdeņradi, uzglabātu to un pēc tam to izmantotu ūdeņraža enerģija kad saule nespīd.

Tādiem uzņēmumiem kā mans un jūsu ūdeņraža enerģija apzīmē milzīgas pārmaiņas piegādes ķēdē. Mēs redzam virzību uz to ilgtspējīga enerģija kur ūdeņraža enerģija spēlē galveno lomu. Adoptēšana ūdeņraža enerģija nav tikai tendence; tas ir nepieciešams solis a ilgtspējīgas enerģijas nākotne. Kamēr mēs skatāmies uz ūdeņraža novērtējums kā globāls resurss, tas ir skaidrs ūdeņraža enerģija ir šeit, lai paliktu.

Kā ūdeņraža ražošana darbojas, lai veicinātu zaļo ekonomiku?

Pirms mēs to varam uzglabāt, mums tas ir jāizgatavo. Ūdeņraža ražošana ir pirmais solis ķēdē. Pašlaik lielāko daļu ūdeņraža ražo no dabasgāzes. Tas ir lēts, bet rada oglekļa dioksīdu. Tomēr nozare virzās uz priekšu zaļais ūdeņradis. Tas ir ūdeņraža ražošana izmantojot ūdeni un elektrību no atjaunojamiem avotiem.

Manā rūpnīcā mēs saprotam, ka gāzes kvalitātei ir nozīme. Ūdeņraža ražošana jābūt tīram, īpaši lietošanai a ūdeņraža degvielas šūna. Pat niecīgi piemaisījumi var sabojāt a degvielas šūna. Tieši tāpēc ūdeņraža ražošana tehnoloģijas kļūst arvien progresīvākas. Mēs izmantojam elektrolizatorus, lai sadalītu ūdeni skābeklī un ūdeņradi. Šis tīra un ilgtspējīga enerģija metode ir nākotnes sirds ūdeņraža ekonomika.

Bet ūdeņraža ražošana ir tikai puse kaujas. Kad esat izveidojis gāzi, jums tas kaut kur jānoliek. Jums ir nepieciešams a uzglabāšanas sistēma. Šeit slēpjas izaicinājums. Ūdeņradis ir vieglākais elements Visumā. Tā vēlas aizbēgt. Savienojums ir efektīvs ūdeņraža ražošana ar efektīvu ūdeņraža uzglabāšanas risinājumi ir atslēga, lai izveidotu veselumu enerģijas sistēma strādāt. Bez labas uzglabāšanas, ūdeņraža ražošana ir izniekota.

Kādi mūsdienās ir pieejami galvenie ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģiju veidi?

Tātad, kā saglabāt šo vieglo gāzi vienuviet? Ir trīs galvenie ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģijas: gāze, šķidrums un ciets. Katrs uzglabāšanas metode ir savi plusi un mīnusi. Visbiežāk uzglabāšanas tehnoloģija ir gāzveida ūdeņraža uzglabāšana. Tas ietver gāzes izspiešanu uzglabāšanas tvertnes pie ļoti augsta spiediena.

Otrā metode ir šķidrā ūdeņraža uzglabāšana. Ja ūdeņradi atdzesē līdz -253°C, tas pārvēršas šķidrumā. Tas ļauj tajā pašā telpā uzglabāt daudz vairāk ūdeņraža. Tomēr aukstuma uzturēšana prasa daudz enerģijas. Šis šķidruma uzglabāšana pārsvarā izmanto kosmosa raķetēm vai specializētam transportam.

Trešais un futūristiskākais ir cietvielu krātuve. Tas izmanto ūdeņraža uzglabāšanas materiāli lai absorbētu gāzi kā sūklis. Tas ir ļoti droši, taču tvertnes var būt smagas. Kamēr mēs pētām ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģijas, mums ir jāsabalansē svars, izmaksas un drošība. Rūpnieciskai lietošanai, piemēram, to, ko pērk Marks, saspiests ūdeņradis stiprā ūdeņraža tvertne ir standarts. Tas ir visnobriedušākais ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģija mums šobrīd ir.

Kā patiesībā darbojas saspiestā ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes?

Iedziļināsimies saspiests ūdeņradis. Iedomājieties, ka mēģināt ievietot guļammaisu mazā maisā. Ir smagi jāspiež. Ar to mēs darām saspiesta ūdeņraža uzglabāšana. Mēs izmantojam kompresorus, lai piespiestu gāzi a ūdeņraža tvertne. Tās nav tikai parastās tvertnes; viņi ir spiediena tvertnes izstrādāts, lai izturētu milzīgu spēku.

Mēs mēra šo spiedienu "bar". Standarta automašīnas riepa ir aptuveni 2 bāri. Saspiests ūdeņradis tvertnes bieži strādā pie 350 bar vai pat 700 bar! Tas ir 700 reizes lielāks par atmosfēras spiedienu. Pie šāda spiediena, ūdeņraža gāze kļūst pietiekami blīvs, lai būtu noderīgs. Šis augstspiediena ūdeņraža uzglabāšana ļauj a degvielas šūnu elektriskais transportlīdzeklis (FCEV), lai nobrauktu simtiem jūdžu.

The ūdeņraža uzglabāšanas sistēma transportlīdzeklī vai rūpnīcā jābūt izturīgam. Saspiesta ūdeņraža uzglabāšanas sistēmas izmantojiet uzlabotus vārstus un regulatorus, lai kontrolētu plūsmu. Atverot vārstu, saspiests ūdeņradis steidzas ārā, gatavs lietošanai. Tas ir vienkāršs jēdziens, taču to pamatā ir inženierija augstspiediena ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes ir neticami precīzs. Mums ir jānodrošina, ka katrs ūdeņraža tvertne ir droša un uzticama.

Kas ir šķidrā ūdeņraža uzglabāšana un kad to lieto?

Šķidrā ūdeņraža uzglabāšana ir enerģijas blīvuma smagsvara čempions. Pārvēršot gāzi šķidrumā, mēs ievērojami palielinām tās blīvumu. Tas nozīmē, ka mēs varam ievietot vairāk enerģijas mazākos uzglabāšanas tvertnes. Tas ir ļoti svarīgi lietojumprogrammām, kur vietas ir ierobežotas, bet jums ir nepieciešams daudz jaudas, piemēram, aviācijā vai smagajā kuģniecībā.

tomēr šķidrā ūdeņraža uzglabāšana ir viltīgs. Jums ir nepieciešams īpašs "kriogēns" ūdeņraža tvertne. Šī tvertne darbojas kā supertermoss. Tam ir izolācijas slāņi, kas novērš siltumu. Ja ūdeņradis kaut nedaudz uzsilst, tas atkal pārvēršas gāzē un izplešas. To sauc par "novārīšanos". Šīs novārīšanās pārvaldība ir liels izaicinājums šķidrā ūdeņraža uzglabāšanas tvertnes.

Neskatoties uz izaicinājumiem, šķidrā ūdeņraža uzglabāšana ir vitāli svarīga globālai pasaulei ūdeņraža padeve. Visticamāk, to izmantos kuģi, kas pārvadā lielu daudzumu ūdeņraža pāri okeāniem šķidruma uzglabāšana. Tas ir visefektīvākais veids, kā pārvietot lielus daudzumus lielos attālumos. Par a ūdeņraža ekonomika lai kļūtu globāls, mums ir jāapgūst šķidrā ūdeņraža uzglabāšana. Tas papildina saspiestās gāzes uzglabāšana veicot tālsatiksmes braucienu.

Vai cietvielu materiāli var mainīt ūdeņraža uzglabāšanu?

Ko darīt, ja mums nebūtu vajadzīgs augsts spiediens vai liels aukstums? Tas ir solījums cietvielu krātuve. Šajā metodē mēs izmantojam īpašus materiālus, piemēram, metālu hidrīdus uzglabāt ūdeņradi. The ūdeņraža molekulas faktiski saistās ar metāla atomiem. Tas ir tāpat kā metāls "uzsūc" ūdeņradi. Šis metāla hidrīda uzglabāšana ir neticami drošs, jo ūdeņradis ir bloķēts cietajā struktūrā.

Lai izvadītu ūdeņradi, materiāls vienkārši jāuzsilda. Tas atbrīvo gāzi. Šis ūdeņraža uzglabāšanas metode piedāvā augstu tilpuma enerģijas blīvums, kas nozīmē, ka varat ievietot daudz ūdeņraža nelielā telpā bez augsta spiediena. Metāla hidrīda ūdeņraža uzglabāšana ir lieliski piemērots stacionāriem lietojumiem, piemēram, ēkas rezerves barošanai.

Tomēr materiāli ir smagi. A ūdeņraža tvertne piepildīta ar metāla pulveri sver daudz vairāk nekā vienkārša gāzes tvertne. Tas padara cietvielu krātuve mazāk ideāli piemērots automašīnām. Bet pētnieki strādā pie jauna materiāli ūdeņraža uzglabāšanai kas ir vieglāki un ātrāk piepildāmi. Šī joma ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģijas ir aizraujošs, jo tas atrisina daudzas drošības problēmas, kas saistītas ar augstu spiedienu.

Kādi materiāli tiek izmantoti augstspiediena ūdeņraža uzglabāšanas tvertņu izgatavošanai?

Ja jūs gatavojaties uzglabāt gāzi 700 bāru temperatūrā, jūs nevarat izmantot tikai sarūsējušu vecu kannu. Augstspiediena ūdeņraža uzglabāšana nepieciešami vismodernākie materiāli. Ir četri galvenie veidi ūdeņraža tvertne dizainparaugiem, kas klasificēti no I līdz IV tipa.

I tips ir izgatavots no visa tērauda. Tas ir smags, bet lēts. Tas ir tas, ko mēs bieži izmantojam stacionāriem gāzes krātuve rūpnīcās. II tipam ir tērauda starplika, kas ietīta ar stiklšķiedru. Tas ir nedaudz vieglāks. III tipam ir alumīnija čaula, kas ietīta ar oglekļa šķiedru. Tagad mēs nonākam augsto tehnoloģiju teritorijā.

Vismodernākais ir IV tips ūdeņraža tvertne. Šai tvertnei ir plastmasas čaula, kas ietīta ar oglekļa šķiedru. Tas ir ļoti spēcīgs un ļoti viegls. Šis ir ūdeņraža tvertne izmanto mūsdienu ūdeņraža degvielas šūnu transportlīdzekļi. Oglekļa šķiedra nodrošina izturību saspiests ūdeņradis, kamēr plastmasa notur gāzi iekšā. Šie tanku tehnoloģijas ir dārgas, taču tās ir būtiskas ūdeņraža enerģija revolūcija. Kā ražotājs es redzu pieprasījumu pēc šiem kompozītmateriāliem spiediena tvertnes pieaug katru gadu.

Kā mēs risinām drošību un ūdeņraža trauslumu tvertnēs?

Drošība ir vissvarīgākā ikvienam, kas pērk rūpnieciskās gāzes. Marks to labi zina. Viena no unikālajām ūdeņraža briesmām ir tā sauktā ūdeņraža trauslums. Ūdeņraža atomi ir tik mazi, ka tie var pārvietoties a metāla sienās ūdeņraža tvertne. Kad tie atrodas iekšā, metāls var kļūt trausls un pakļauts plaisāšanai. A saplaisājusi augstspiediena ūdeņraža uzglabāšana tvertne ir katastrofa, kas gaida savu notikumu.

Lai novērstu ūdeņraža trauslums, mums jābūt ļoti uzmanīgiem ar saviem materiāliem. Mēs izmantojam īpašus tērauda sakausējumus, kas ir izturīgs pret ūdeņraža trauslumu. IV tipa tvertnēs plastmasas čaula darbojas kā barjera, aizsargājot ārējo konstrukciju. Mēs arī stingri kontrolējam spiediens un temperatūra uzpildīšanas laikā, lai mazinātu stresu ūdeņraža tvertne.

The ūdeņraža uzglabāšanas drošība ietver arī stingru pārbaudi. Katru ūdeņraža uzglabāšanas sistēma tiek veikta pārsprāgšanas pārbaude, kritiena pārbaude un ugunsdrošības pārbaude. Mēs ārstējam ūdeņraža enerģija ar cieņu. Pareizi rīkojoties ar labo ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģijas, tas ir tikpat drošs kā benzīns vai dabasgāze. Mums ir jānodrošina droša ūdeņraža uzglabāšana veidot uzticību tirgum.

Kāda loma ir ūdeņraža enerģijas uzglabāšanai atjaunojamās enerģijas sistēmās?

Ūdeņraža enerģijas uzglabāšana ir trūkstošais atjaunojamās enerģijas mīklas gabals. Saule ne vienmēr spīd, un vējš ne vienmēr pūš. Mums ir nepieciešams veids, kā uzglabāt šo enerģiju vēlākam laikam. Baterijas ir labas īsu laiku, bet ūdeņraža enerģijas uzglabāšana ir vislabāk piemērota ilgstošai lietošanai.

Mēs varam izmantot lieko vēja enerģiju, lai darbinātu elektrolizatorus, radot ūdeņraža enerģija. Mēs uzglabājam šo ūdeņradi lielās tvertnēs vai pat pazemes ūdeņraža krātuve alas. Tad pēc nedēļām vai mēnešiem, kad mums ir nepieciešama jauda, mēs palaižam ūdeņradi caur a degvielas šūna vai turbīna, lai ražotu elektrību. Šis pagriežas ūdeņraža enerģija par masīvu akumulatoru elektrotīklam.

Šī lietojumprogramma padara ūdeņraža enerģija galvenais spēlētājs enerģijas pāreja. Tas ļauj mums izmantot vairāk atjaunojamo enerģiju neuztraucoties par aptumšošanu. Rūpnieciskiem objektiem, kam ir a ūdeņraža enerģijas uzglabāšana sistēma nozīmē, ka jums ir tīra un uzticama rezerves jauda. Tas samazina enerģijas patēriņš no tīkla un samazina oglekļa pēdas.

Kāda ir ūdeņraža ekonomikas un infrastruktūras nākotne?

Nākotne ir gaiša ūdeņraža enerģija. Mēs redzam globālu impulsu, lai izveidotu ūdeņraža infrastruktūra. Tas nozīmē vairāk cauruļvadu, vairāk degvielas uzpildes staciju un labāk ūdeņraža uzglabāšana un transportēšana tīkliem. The Enerģētikas departaments un valdības visā pasaulē iegulda miljardus, lai ūdeņraža ekonomika realitāte.

Mēs redzēsim progresu ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģijas. Tvertnes kļūs vieglākas un lētākas. Šķidrie organiskie ūdeņraža nesēji (LOHC) varētu ļaut mums transportēt ūdeņradi kā eļļai līdzīgu šķidrumu normālā temperatūrā. Ūdeņraža degvielas šūnu elektriskā transportlīdzekļi uz mūsu ceļiem kļūs arvien izplatītāki.

Uzņēmumu īpašniekiem šī ir iespēja. Pieprasījums pēc ūdeņraža enerģija aprīkojums, no uzglabāšanas tvertnes uz Augstas tīrības pakāpes speciālās gāzes, pieaugs debesīs. Tie, kas iegulda ūdeņraža enerģija tagad vadīs tirgu. Mēs virzāmies uz pasauli, kurā ūdeņraža enerģija nodrošina mūsu rūpnīcas, kravas automašīnas un mājas. Šis ir aizraujošs laiks, lai nodarbotos ar gāzes biznesu.

Key Takeaways

• Ūdeņraža enerģija ir enerģijas nesējs: Tas uzglabā enerģiju, kas ražota no citiem avotiem, darbojoties kā tīrs, augsta blīvuma akumulators pasaulei.
• Trīs galvenās uzglabāšanas tehnoloģijas: Mēs uzglabājam ūdeņradi kā a saspiesta gāze, a kriogēns šķidrums, vai iekšā cietvielu materiāli.
• Saspiestais ūdeņradis ir standarta: Lielākajai daļai pašreizējo lietojumprogrammu augstspiediena ūdeņraža uzglabāšana oglekļa šķiedras tvertnēs (III un IV tips) ir visefektīvākais risinājums.
• Drošība ir vissvarīgākā: Mums ir jāizmanto materiāli, kas ir izturīgi pret ūdeņraža trauslums un ievērojiet stingrus protokolus, lai nodrošinātu ūdeņraža drošība sistēmas.
• Atjaunojamo enerģijas avotu iespējošana: Ūdeņraža enerģijas uzglabāšana ļauj ilgstoši uzglabāt milzīgus atjaunojamās enerģijas daudzumus, līdzsvarojot elektrotīklu.
• Infrastruktūras izaugsme: The ūdeņraža ekonomika paplašinās, veicot lielas investīcijas ūdeņraža ražošana, uzglabāšanas tvertnesun transporta tīkliem visā pasaulē.