L'emmagatzematge i el transport d'hidrogen líquid és la base d'una aplicació segura, eficient, a gran escala i de baix cost de l'hidrogen líquid, i també la clau per resoldre la via d'aplicació de la tecnologia de l'hidrogen.
L'emmagatzematge i el transport d'hidrogen líquid es pot dividir en dos tipus: emmagatzematge en contenidors i transport per canonades. En forma d'estructura d'emmagatzematge, generalment s'utilitzen tancs d'emmagatzematge esfèrics i tancs d'emmagatzematge cilíndrics per a l'emmagatzematge i el transport de contenidors. En forma de transport, s'utilitzen remolcs d'hidrogen líquid, vagons cisterna d'hidrogen líquid i vaixells cisterna d'hidrogen líquid.
A més de tenir en compte l'impacte, la vibració i altres factors implicats en el procés de transport convencional de líquids, a causa del baix punt d'ebullició de l'hidrogen líquid (20,3 K), la baixa calor latent de vaporització i les característiques de fàcil evaporació, l'emmagatzematge i el transport de contenidors han d'adoptar mitjans tècnics estrictes per reduir les fuites de calor, o adoptar un emmagatzematge i transport no destructius, per reduir el grau de vaporització de l'hidrogen líquid al mínim o a zero, ja que en cas contrari es produirà un augment de la pressió del tanc. Això comportarà risc de sobrepressió o pèrdues per explosió. Com es mostra a la figura següent, des de la perspectiva dels enfocaments tècnics, l'emmagatzematge i el transport d'hidrogen líquid adopten principalment tecnologia adiabàtica passiva per reduir la conducció de calor i tecnologia de refrigeració activa superposada sobre aquesta base per reduir les fuites de calor o generar una capacitat de refrigeració addicional.
Basant-se en les propietats físiques i químiques de l'hidrogen líquid, el seu mode d'emmagatzematge i transport té molts avantatges respecte al mode d'emmagatzematge d'hidrogen gasós a alta pressió àmpliament utilitzat a la Xina, però el seu procés de producció relativament complex també fa que tingui alguns desavantatges.
Gran relació de pes d'emmagatzematge, emmagatzematge i transport convenients i vehicle
En comparació amb l'emmagatzematge d'hidrogen gasós, el major avantatge de l'hidrogen líquid és la seva alta densitat. La densitat de l'hidrogen líquid és de 70,8 kg/m3, que és 5, 3 i 1,8 vegades superior a la de l'hidrogen d'alta pressió de 20, 35 i 70 MPa, respectivament. Per tant, l'hidrogen líquid és més adequat per a l'emmagatzematge i el transport d'hidrogen a gran escala, cosa que pot resoldre els problemes d'emmagatzematge i transport d'energia de l'hidrogen.
Baixa pressió d'emmagatzematge, fàcil de garantir la seguretat
Emmagatzematge d'hidrogen líquid sobre la base de l'aïllament per garantir l'estabilitat del contenidor, el nivell de pressió de l'emmagatzematge i transport diari és baix (generalment inferior a 1 MPa), molt inferior al nivell de pressió de l'emmagatzematge i transport de gas i hidrogen a alta pressió, cosa que facilita la seguretat en el procés d'operació diària. Combinat amb les característiques de la gran relació de pes d'emmagatzematge d'hidrogen líquid, en el futur la promoció a gran escala de l'energia de l'hidrogen, l'emmagatzematge i el transport d'hidrogen líquid (com ara l'estació d'hidrogenació d'hidrogen líquid) tindran un sistema d'operació més segur en zones urbanes amb gran densitat d'edificació, població densa i alt cost del terreny, i el sistema general cobrirà una àrea més petita, requerint un cost d'inversió inicial i un cost d'operació menors.
Alta puresa de vaporització, compleix els requisits del terminal
El consum anual mundial d'hidrogen d'alta puresa i hidrogen ultrapur és enorme, especialment en la indústria electrònica (com ara semiconductors, materials d'electrobuit, oblies de silici, fabricació de fibra òptica, etc.) i el camp de les piles de combustible, on el consum d'hidrogen d'alta puresa i hidrogen ultrapur és particularment gran. Actualment, la qualitat de molts hidrogens industrials no pot complir els requisits estrictes d'alguns usuaris finals sobre la puresa de l'hidrogen, però la puresa de l'hidrogen després de la vaporització de l'hidrogen líquid sí que pot complir els requisits.
La planta de liqüefacció té una inversió elevada i un consum d'energia relativament alt
A causa del retard en el desenvolupament d'equips i tecnologies clau com les caixes fredes de liqüefacció d'hidrogen, tots els equips de liqüefacció d'hidrogen en el camp aeroespacial nacional estaven monopolitzats per empreses estrangeres abans del setembre del 2021. Els equips bàsics de liqüefacció d'hidrogen a gran escala estan subjectes a les polítiques de comerç exterior pertinents (com ara les Normatives d'Administració d'Exportacions del Departament de Comerç dels EUA), que restringeixen l'exportació d'equips i prohibeixen l'intercanvi tècnic. Això fa que la inversió inicial en equips de la planta de liqüefacció d'hidrogen sigui gran, juntament amb la petita demanda interna d'hidrogen líquid civil, l'escala d'aplicació sigui insuficient i l'escala de capacitat augmenti lentament. Com a resultat, el consum d'energia de producció unitària d'hidrogen líquid és superior al de l'hidrogen gasós d'alta pressió.
Hi ha pèrdues per evaporació en el procés d'emmagatzematge i transport d'hidrogen líquid.
Actualment, en el procés d'emmagatzematge i transport d'hidrogen líquid, l'evaporació de l'hidrogen causada per fuites de calor es tracta bàsicament mitjançant ventilació, cosa que comportarà un cert grau de pèrdua per evaporació. En el futur emmagatzematge i transport d'energia d'hidrogen, s'haurien de prendre mesures addicionals per recuperar el gas hidrogen parcialment evaporat per resoldre el problema de la reducció de la utilització causada per la ventilació directa.
Equipament criogènic HL
HL Cryogenic Equipment, fundada el 1992, és una marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment es compromet amb el disseny i la fabricació del sistema de canonades criogèniques aïllades d'alt buit i els equips de suport relacionats per satisfer les diverses necessitats dels clients. La canonada aïllada al buit i la mànega flexible estan construïdes amb materials aïllats especials d'alt buit i multicapa multipantalla, i passen per una sèrie de tractaments tècnics extremadament estrictes i tractament d'alt buit, que s'utilitza per a la transferència d'oxigen líquid, nitrogen líquid, argó líquid, hidrogen líquid, heli líquid, gas etilè liquat LEG i gas natural liquat GNL.
Data de publicació: 24 de novembre de 2022