ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Водородный транспорт — хорошая идея только в теории / Хабр

Я очень хочу потыкать острой палкой в идею об электрических автомобилях на водородных топливных элементах (ТЭ). Некоторые люди совершенно очарованы этой идеей. Как можно не очароваться? На вход подается водород, абсолютно «чистое» топливо, а на выходе получается только вода или пар, и никакого углекислого газа, оксидов азота, сажи, и т. д. Водородный двигатель — тихий и компактный. Это не тепловой двигатель, и поэтому на него не распространяются жесткие ограничения цикла Карно. Заправка очень быстрая и не сильно сложнее чем обычная бензиновая заправка.

Кроме того, если вы — нефтяная компания, и спрос на бензин и дизель начнет уменьшаться, вы только что обнаружили новое топливо, которое можно продавать! Вы спасены!

Если вы живете в частном доме и хотите потреблять меньше энергии, вы думаете что можете делать водород из воды используя электричество от солнечных панелей на крыше, убивая сразу двух зайцев: вы получаете топливо для вашей машины и запасаете излишки энергии от солнечной генерации, с помощью единственной магической технологии. Звучит потрясающе!

К сожалению, дьявол кроется в деталях, и он не то чтобы сильно прячется, если вы будете смотреть внимательно.

В моей предыдущей статье я обсуждал эффективность в энергетических циклах двигателей внутреннего сгорания и электрических автомобилей. Я буду ссылаться на результаты из этой статьи когда буду делать предположения об электрических автомобилях на топливных элементах (fuel cell electric vehicle, FCEV). Я буду делать аналогичные допущения и использовать похожие источники.

Дисклеймер: я упомянут в нескольких патентах компании Texaco о получении водорода из природного газа для подачи на протонообменную мембрану (ПОМ, ПЭМ) топливных элементов (теперь патенты принадлежат Chevron, которая поглотила Texaco). Я занимался водородом еще с институтских времен, и примерно каждый второй проект на протяжении десятилетий, которые я провел в компании Zeton, включал в себя водород или синтез-газ.

Однако, еще раз хочу четко сказать: водород это прекрасная идея — в теории. Но большая проблема с водородом заключается… в самой молекуле водорода. Никакие изобретения или технологии не решат эту проблему.

Давайте разбирать цепочку эффективности электрического транспорта на водородных топливных элементах этап за этапом, также как мы делали с двигателем внутреннего сгорания и электрическими машинами на аккумуляторах (battery electric vehicle, BEV).

Производство водорода

КПД самого производства водорода — примерно 70%, в лучшем случае, к сожалению. Я недавно [статья 2017 года — прим. перев.] разговаривал с Hydrogenics, большим производителем щелочных и ПЭМ-электролизеров. Эффективность их более дешевых щелочных электролизеров — примерно 60%, а эффективность ПЭМ-электролизеров — 70%, когда он работает на минимальном токе. (Вы можете делать гораздо больше водорода на этом же приборе просто увеличив ток, но жертвуя эффективностью.) Это достаточно близко к теоретическому пределу эффективности электролиза — ~83%, которая получается, если поделить низшую теплоту сгорания (HTC) получаемого водорода на энергию затрачиваемую на электролиз. Мы не вернем эту потерю в топливном элементе потому что мы не используем теплоту конденсации водяного пара.

Большинство производителей электролизеров указывают КПД в расчете на высшую теплоту сгорания (ВТС), то есть включая теплоту конденсации пара. В этом случае 70% (НТС) КПД электролизеров превращаются в примерно 83% (ВТС).

Проблема электролиза в том, что часть энергии очевидно идет на создание молекул кислорода. Это может быть полезно в больших системах, которые могут собирать и сжимать чистый кислород (который затем можно продавать), либо если водород используется не как топливо, а как сырье в технологическом процессе, и этот процесс также использует кислород. К сожалению, водородная заправка не будет использовать кислород, она будет просто выпускать его в воздух.

Поэтому давайте остановимся на 70% (НТС) КПД конвертации электричества в водород, предположительно, электричества от возобновляемых источников (ВИЭ). Если совсем строго, мы еще должны учесть 6% потерь в электросети от источника электричества до электролизера.

70% КПД электролиза почти совпадает с наивысшей доступной на данный момент эффективностью технологии получения водорода из природного газа, парового риформинга (паровой конверсии) метана (steam methane reforming, SMR). Большие установки повышают эффективность, утилизируя теплоту продуктов процесса и сжигая побочные газы после очистки водорода.

Максимально чистый водород нужен, чтобы увеличить эффективность и долговечность топливных элементов. Они очень чувствительны к угарному газу, который уменьшает эффективность платинового катализатора в топливном элементе (то есть, является каталитическим ядом). К сожалению, невозможно конвертировать углеводороды в водород, не получив на выходе также какое-то количество угарного газа. Более того, сам катализатор может преобразовать углекислый газ в угарный газ, поэтому водородное топливо должно быть полностью очищено от обоих газов. Даже инертные газы, такие как аргон и азот, уменьшают эффективность ПЭМ-топливного элемента, потому что надо позаботиться об их выводе на аноде. Поэтому реальные топливные элементы требуют очень чистый водород: посмотрите на спецификации ПЭМ-топливных элементов производства Ballard, Plug Power, и других.

К сожалению, эффективность паровой конверсии метана стремительно падает с уменьшением установки. Тепловые потери увеличиваются, что имеет особенно большое значение в таком высокотемпературном процессе как паровая конверсия. Вы быстро обнаружите это когда попробуете спроектировать процесс для относительно небольшой водородной заправки.

Доставка природного газа по трубопроводам к установке по паровой конверсии в водород и последующая доставка водорода от централизованной установки к заправкам скорее всего будет стоить больше чем 6% от энергии конечного водорода, но давайте будем щедрыми и примем эти потери тоже за 6% чтобы делать меньше подсчетов (хотя, в конечном счете, это все равно будет неважно). Таким образом, вне зависимости от того, начинаем мы с электричества или с метана, мы приходим к 70%*94% ~= 66% КПД производства водорода, без существенных возможностей для улучшения потому что мы уже близки к термодинамическим пределам.

Стоит отметить что КПД электролиза горячего пара может казаться очень высоким (даже выше 100%), например, при использовании твердооксидного топливного элемента в реверсе. Естественно, при этом не учитывается работа по испарению воды и нагреву пара. Никто не использует электролиз пара если у него нет а) источника «бесплатного» пара и б) процесса в котором используется горячий водород или горячий кислород или желательно оба газа. Кроме того, как всякие высокотемпературные устройства, паровые электролизеры «не любят» работать с перерывами, поэтому вам также нужен стабильный круглосуточный источник электричества, а возобновляемые источники — не стабильные.

Хранение водорода

Теперь нам надо хранить водород, и загвоздка опять в самой молекуле. Хотя плотность энергии водорода на единицу массы очень большая, даже в форме криогенной жидкости (при температуре 24 выше абсолютного нуля) водород имеет плотность всего 71 кг/м3. Поэтому единственная практичная на данный момент форма хранения водорода для небольших машин — это газ высокого давления. Любые способы увеличения объемной плотности хранения водорода или уменьшения давления (например, гидриды металлов, абсорбенты, органические носители, и т. д.) или сильно увеличивают массу бака, или увеличивают потери водорода во время хранения, или требуют энергии для извлечения водорода. Я бы не рассчитывал на некий магический прорыв в этой области: у нас было тридцать лет на исследования с того момента, как водород стал всерьез рассматриваться как топливо.

Про опасность водорода хорошо известно, и в моей статье не будет картинки с дирижаблем «Гинденбург»! На самом деле, уже достаточно давно научились безопасно обращаться с водородом в промышленности если использовать разные меры предосторожности. Но я не хочу, чтобы мои соседи даже думали о производстве водорода под давлением 400 или 600 атмосфер с помощью своих домашних солнечных панелей. Это кажется мне кошмарной идеей по многим причинам.

Чтобы сжать водород с давления ~20 атмосфер на выходе с установки по паровой конверсии из метана или с примерно атмосферного давления (на выходе из некоторых электролизеров) до 400 атмосфер надо потратить энергию, обычно электричество. К сожалению, мы вынуждены рассеивать тепло от сжатия водорода на достаточно низкой температуре чтобы сберечь элементы компрессора, и поэтому это тепло трудно как-то использовать. Более того, давление в баке на заправке может снизиться с 400 атмосфер только до 395 во время заправки одной машины, поэтому вся работа по сжатию делается при самом высоком коэффициенте сжатия [я не понимаю, что тут сказано — прим. перев.]. Бак на заправке должен быть очень большим. В противном случае, требования заправляющего компрессора или ограничения по переносу тепла могут уменьшить скорость заправки (ведь мы помним, что скорость заправки — чуть ли не главная причина, по которой нам интересен водород в качестве топлива для транспорта!).

На большом масштабе, с гигантскими компрессорными агрегатами, можно хранить водород под большим давлением теряя не больше 10% от теплоты сгорания (НТС) хранимого водорода на работу компрессоров, что, на самом деле, удивительно хорошо, учитывая вышесказанное. (Заметим, что политропный КПД самих компрессоров — это лишь малая часть этих потерь. Мы смотрим на другую меру эффективности.) К сожалению, когда мы уменьшаем размер компрессоров, эффективность улетает вниз. Многоступенчатый диафрагменный компрессор для автомобиля может потреблять до половины энергии сжимаемого водорода или даже больше. При уменьшении масштаба также растут капитальные расходы в расчете на единицу энергии проходящей через установку на протяжении ее жизненного цикла. Прискорбно, что транспортировка водорода на большие расстояния нереалистична по той же причине, по которой его тяжело хранить — свойства молекулы. [Тут автор не развивает мысль почему транспортировка водорода на большие расстояния нереалистична, но в другой статье он пишет, что доставка водорода по трубопроводам требует в три раза больше энергии, чем доставка природного газа, на единицу переносимой энергии — прим. перев.] Все мечты о «водородной экономике» предполагают малые и распределенные системы производства водорода, так что мы не должны гонять водород с места на место, что оставляет нам только один реалистичный вариант: электролиз.

Таким образом, у нас остается 70% (производство) * 94% (потери в электросети или на работу трубопровода) * 90% (хранение под высоким давлением) = 59% КПД от исходной энергии до бака автомобиля. Для сравнения, для бензина этот показатель — 80%. Конечно, мы не будем использовать водород в неэффективном двигателе внутреннего сгорания как замену бензину, особенно если водород получен из углеводородов: мы бы лучше просто сжигали эти углеводороды в ДВС напрямую.

Если нас заботят выхлопы парниковых газов, производство водорода из метана точно не решает проблему [см. недавнюю статью «Насколько чист «голубой» водород?» на эту тему — прим. перев.]. Мы бы лучше просто ездили на Приусах. Электролиз с использованием электричества из возобновляемых источников — это единственный возможный вариант.

Топливный элемент с протонообменной мембраной

Печально, но мы все еще не закончили терять энергию — далее идут потери в топливном элементе. Хотя это и не тепловой двигатель, топливный элемент все равно имеет собственные термодинамические пределы. Топливные элементы достигают эффективности в 50–60%, и это недалеко от теоретического предела в 83% для идеального топливного элемента. 

Давайте будем щедрыми и возьмем 60% как КПД топливного элемента. Реальные ТЭ которые можно купить имеют эффективность около 50% — лучше, чем у небольшого двигателя, примерно так же, как у судовых двигателей или стационарных скоростных двигателей, или у газовых турбин.

Вся цепочка, от источника энергии до колес

Учитывая эффективность электрического инвертора и мотора (90%), общая эффективность «от электростанции до колес» — 94%*70%*90%*60%*90% = 32%. Напомню, что по показателю «от скважины до колес», Приус достиг эффективности 30% на бензине, то есть мы «сделали» Приус, и это без вредных выхлопов. И с быстрой заправкой. Ура! Ура?…

Мой самодельный электрический автомобиль, «E-Fire», имеет эффективность 76.5%… и тоже не дает никаких выхлопов. [Источник этой оценки неясен: если автор берет такие же потери в инверторе, моторе, и электросети, его батарея должна иметь КПД 90%. — прим. перев.] несмотря на очень маленькую батарею по нынешним стандартам, всего 18.5 кВч, этого хватает на мою дорогу до работы и обратно. Я уже проехал на этой машине 20 тыс. км. без парниковых выхлопов, и я никогда не ждал ее зарядки: я заряжаю ее один раз ночью, и один раз утром на работе. Эта машина не делает всего того, что делает машина с ДВС, не пытается, и не должна этого делать.

Капитальные затраты на водородный стек

Таким образом, электромобили на топливных элементах (FCEV) в лучшем случае примерно в 2.4 раза хуже чем лучшая доступная сейчас альтернативная технология, электромобили на аккумуляторах (BEV). Взамен мы получаем более быструю заправку и, возможно, немного большую дальность хода на одной заправке, и это все. Не слишком ли высока цена за немного большее удобство? Хотя, подождите, мы ведь даже не начали говорить о цене….

Водород это очень дорогое топливо, с любой точки зрения.

В 2.4 раза худшая эффективность транспорта на топливных элементах означает что мы должны установить в 2. 4 раза больше генерирующих мощностей из возобновляемых источников. Сам по себе этот факт должен заставить сторонников водорода задуматься.

Мы также должны построить инфраструктуру по распределению водорода. Вы не будете заправляться водородом дома, это слишком огнеопасно. Это значит что кто-то должен заняться этой инфраструктурой как бизнесом, но никто не захочет это делать потому что на этом не получится заработать.

Наконец, давайте посмотрим на сам электромобиль на ТЭ. В нем, конечно, должен быть бак для водорода и топливные элементы. А также все остальные части обычных электромобилей, включая аккумулятор! Аккумулятор будет меньше, ближе по размеру к аккумуляторам в гибридах, но он все равно нужен чтобы было куда девать энергию от рекуперативного торможения, чтобы управлять потребностями в системе топливных элементов чтобы уменьшить ее стоимость. Батарея также нужна во время старта и выключения топливных элементов. Таким образом, электромобиль на ТЭ — это гибрид.

В дополнение ко всему вышесказанному, сами топливные элементы по-прежнему очень дороги. Хотя цены однозначно снизятся с началом массового использования и производства, также как сейчас снижаются цены на литий-ионные аккумуляторы, металлы платиновой группы (МПГ), такие как платина и палладий, используемые в катализаторах топливных элементов, не позволят ценам упасть слишком сильно. Уменьшите долю МПГ, и топливные элементы станут еще более чувствительными к примесям в водороде, и, я подозреваю, эффективность упадет. Замените МПГ на более дешевые металлы, такие как никель, и большая часть преимуществ топливных элементов пропадет: они должны будут работать при более высоких температурах, и т. д.

Toyota Mirai, электромобиль на топливных элементах

Означает ли это, что водород — это мертвая идея для персональных электромобилей? Одним словом, на мой взгляд, ДА. Я полностью согласен с Илоном Маском в этом вопросе. Разве что, уточнив, что мы говорим не о мире в котором электричество ничего не стоит, или его цена даже становится отрицательной потому что генерация из возобновляемых источников становится такой дешевой что не требует вообще никаких денежных вложений. Но я готов поспорить, что а) этого никогда не произойдет, б) даже если мы приблизимся к этой странной экономической ситуации, капитальные затраты и другие практические проблемы с электролизерами, компрессорами, резервуарами для хранения и топливными элементами все равно полностью убьют идею.

Сравнение двух реальных автомобилей которые можно купить (по крайней мере, в Калифорнии) показывает, что мои оценки оптимистичны в пользу водорода. Для автомобилей с аналогичными характеристиками и дальностью хода, водородный автомобиль потребляет в 3.2 раза больше энергии и стоит в 5.4 раза больше в расчете на проеханный километр:

Конечно, обе технологии будут улучшены в будущем, но расчеты выше по тексту задают пределы. Невозможно преодолеть законы термодинамики неким хитрым изобретением или принимая желаемое за действительное.

Означает ли все это, что топливные элементы вообще не нужны? Вовсе нет! Существуют устоявшиеся области в которых ПЭМ-топливные элементы имеют смысл, но это лишь те ситуации, где энергоэффективность гораздо менее важна, чем, например, быстрая заправка. Таким образом, Plug Power находит свою нишу на рынке складских вилочных погрузчиков, особенно на охлаждаемых складах.

Вилочный погрузчик на топливных элементах

То же самое относится к так называемым «power to gas» (P2G) схемам. Это совсем другая модель: они используют «избыточную» возобновляемую электроэнергию для производства водорода, который затем под низким давлением подмешивается в газовую сеть, где в конечном итоге используется для производства тепла, часто в устройствах, которые в конечном итоге рекуперируют тепло конденсации водяного пара (продукта горения водорода). Как средство хранения электроэнергии схемы P2G настолько смехотворно неэффективны, что о них даже не стоит говорить, но зато они требуют лишь небольших капитальных вложений и сокращают выбросы парниковых газов, когда водород вытесняет метан. Это не так уж и плохо, если только вы не сделаете вывод, что однажды мы ПОЛНОСТЬЮ заменим природный газ водородом… Это будет очень глупо.

Другие применения водорода на транспорте

На данный момент, в некоторых видах транспорта: самолеты, поезда, суда, аккумуляторы практически или совсем неприменимы. Главный вопрос в этих случаях стоит так: насколько мы заботимся о токсичных выбросах? Если они волнуют нас больше всего, водород — единственные решение. Но если мы больше думаем о парниковом эффекте, мы также можем использовать биотопливо как альтернативу водороду. [При сжигании биотоплива в воздух попадает углекислый газ, но этот углерод был извлечен из атмосферы самими растениями в течение предыдущего года, поэтому общий атмосферный баланс не нарушается — прим. перев.] Для самолетов биотопливо, скорее всего, — это единственное практическое решение до тех пор пока мы не изобретем что-то с гораздо большей плотностью энергии, чем литий-ионные аккумуляторы, возможно, перезаряжаемые металл-воздушные аккумуляторы. И хотя мы не сможем полностью заменить бензин и дизель на биотопливо, даже если полностью забудем об экономике (цифры по этому поводу см. на сайте www.withouthotair.com), если мы покроем 90% перевозок (в километрах, или тоннокилометрах) электричеством, мы можем производить достаточно биотоплива чтобы покрыть оставшиеся 10%, ПЛЮС все те другие виды транспорта, в которых в сейчас невозможно использовать аккумуляторы. Гораздо важнее избавиться от токсичных выхлопов в городах, чем на трассах, в море, или высоко над землей.

Очевидно, что использование водорода или электрохимии для уменьшения выбросов CO2 с целью получения жидких углеводородов значительно менее эффективно, чем сам водород [я не понимаю, что тут сказано — прим. перев.]. То же самое и с аммиаком, который кажется кому-то способом преодолеть некоторые недостатки водорода. Аммиак — ядовитый газ, и, опять же, производить его менее эффективно, чем водород. Мысль о заправке автомобилей аммиаком повергает меня в ужас, учитывая количество смертей, связанных с аммиаком в результате его использования в качестве хладагента и в сельском хозяйстве.

Так называемое «e-топливо» (e-fuel, power-to-liquid) — это, на самом деле, производная водородного топлива. Оно делается из углекислого газа, воды (продукт горения водорода), и электричества. При реверсе термодинамического процесса неизбежны потери. С учетом того, что потом мы используем это топливо в неэффективном ДВС, вся схема получается очень очень неэффективной.

Е-топливо — это способ использовать еще больше излишков энергии в тщетных попытках превратить водород в более эффективное (удобное) топливо. К сожалению, если мы не сможем производить достаточно биотоплива для того транспорта, в котором мы не можем использовать аккумуляторы, нам, возможно, придется сначала использовать топливные элементы, и только в самом крайнем случае — е-топливо. И мы будем горько плакать, глядя на его стоимость.

Настоящее будущее «зеленого» водорода

Сейчас более 96% водорода производится из ископаемого топлива либо целенаправленно (паровая или автотермальная конверсия метана), либо как побочный продукт при производстве нефти. Мы должны научиться производить водород очень эффективно из возобновляемого электричества, но не тратить его как автомобильное топливо, а использовать при производстве удобрений: аммиака и мочевины. Нам придется избавиться от гигантской инфраструктуры по производству и доставке углеводородов.

В продолжение темы, читайте мою статью: «Hydrogen from renewable energy — our future?» Или зеленый камуфляж?

Дисклеймер [от автора статьи, не переводчика]: все что я пишу в своих статьях — это мое личное мнение. Я пытаюсь всегда приводить ссылки на источники, когда могу. Скорее всего, в моих цифрах и рассуждениях есть ошибки. Я заранее извиняюсь за них. Если вы можете указать мне на них со ссылкой на хороший источник, я отвечу и исправлю текст. Мой работодатель, Zeton Inc., работает в совсем другой области, и не имеет ни интереса, ни даже позиции по поводу водорода. Мы проектируем и строим пилотные установки.

Чем отличается электрический транспорт от водородного — Российская газета

Страны «Большой семерки» (G-7) на саммите в Великобритании обсуждали возможность отказа от автомобилей на двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и переход на использование экологичного транспорта, сообщает Bloomberg. Альтернативой машинам на бензине и дизеле в Европе считаются электромобили, но в России они пока не прижились. Другая альтернатива — транспорт на водороде.

Водородные автомобили оснащаются не ДВС, а электромотором, только энергию он получает не от батареи, заряженной от сети, а в результате химической реакции внутри топливных ячеек, заправляемых водородом. Поэтому с точки зрения выбросов CO2 водородомобиль и электрокар одинаковы. Их вред для экологии определяется источником производства электроэнергии или водорода, который они используют.

Доля электромобилей на внутреннем рынке нашей страны невелика и пока особых предпосылок для ее увеличения нет. В 2020 году в России было продано всего 687 электрокаров. Для сравнения, новых автомобилей на бензине в прошлом году было продано чуть менее 1,5 млн. Авто на водороде — ни одного.

В исследовании «Петромаркета» говорится, что сейчас стоимость легкового автомобили на водороде в Европе на 60% превышает цену электромобиля. В 2050 году эта разница уменьшится, во многом за счет удешевления производства водорода, но все равно составит 40%. Аналогичная ситуация с грузовым автотранспортом, только к 2050 году разница в цене между электрическим и водородным грузовиком составит 12%.

Но это не означает, что Россия изберет европейский путь развития. «Инвестиции, например, в общественный электротранспорт направлены не только на отечественных производителей автотранспорта, но и по большей части в экономику производителей аккумуляторов, которые, к сожалению, не являются отечественными компаниями», — говорит руководитель практики по работе с транспортными предприятиями КПМГ в России и СНГ Сергей Казачков. При этом аккумуляторы составляют основную часть стоимости электротранспорта, а ресурсная база не позволяет нашей стране выйти в лидеры в этом сегменте. На горизонте 5-15 лет именно водород может стать доминирующим. Здесь мы еще можем преуспеть в технологической гонке и постараться замкнуть полный производственный цикл внутри нашей экономики, считает Казачков.

С точки зрения менеджера группы по обслуживанию компаний автомобильной промышленности Deloitte Александра Васильева, по некоторым характеристикам водород, как топливо «ближе» нашему потребителю, чем электричество. Например, потенциально высокий срок службы водородных ячеек против менее «живучих» аккумуляторов. Также важную роль играет скорость заправки автомобиля, что до сих пор является одним из негативных качеств электротранспорта. Водородный транспорт существенно не отличается по скорости заправки от привычного для российского рынка бензина, дизеля или газа, подчеркнул эксперт. К минусам водородного пути развития он отнес высокую стоимость топлива и почти полное отсутствие инфраструктуры для водородного транспорта.

В российских условиях — больших расстояний, сложного климата и инфраструктурных проблем — на какое-то время вероятен рост рынка подзаряжаемых гибридов, совмещающих в себе ДВС и электромотор с возможностью подзарядки от внешнего источника. Как электромобили они идеальны для города, а как традиционные авто — для путешествий и длительных поездок. А там, глядишь, к этой истории сможет подтянуться и водород.

Что из себя представляет водородный транспорт на самом деле? — РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА

Транспорт является основным источником выбросов парниковых газов в крупных городах России. Чтобы сократить выбросы, в нескольких городах в пилотном формате ввели в транспортную сеть электрические автобусы , а теперь планируют и водородные автобусы. Несомненно, автобусы нового поколения предлагают ключевые преимущества по сравнению с автобусами, работающими на обычном топливе и другими транспортными средствами, работающими на традиционном топливе, поскольку они не производят выбросы непосредственно в процессе эксплуатации. В конце 2020 года Владимир Путин поручил к 2023-му создать городской автобус на водородном топливе. В апреле 2021 года глава московского Дептранса Максим Ликсутов заявил, что первый «водоробус» появится в столице «через один-два года». На Московском урбанистическом форуме Ликсутов, что ведомство уже заказало у компании «Роснано» тестовый экземпляр автобуса на водородном топливе.

По мнению директора Института транспортного планирования Российской академии транспорта Михаила Ростиславовича Якимова, д.т.н., в современной повестке об экологическом транспорте легко запутаться неподготовленному читателю. Так, он обращает внимание на обилие неустоявшихся терминов, которые дезориентируют общественность.

«Термин “водородный транспорт” и “водородный двигатель” довольно новое понятие, которое еще не устоялось, как элемент научной терминологии либо в практическом обиходе. Под водородным транспортом понимают все то, что может передвигаться и имеет на своем борту водород в чистов виде. Переходя от понятия “водородный транспорт” к термину “водородный двигатель”, мы рискуем еще больше запутаться.

Строго говоря, никакого водородного двигателя не существует. Подавляющее большинство наземного транспорта использует либо электрические двигатели, либо двигатели внутреннего сгорания. Это же относится и к так называемому водородному транспорту. Водородный транспорт тоже будет иметь либо двигатель внутреннего сгорания либо электрический двигатель.

Причем же здесь водород? Во-первых, давайте вспомним, что водород это газ, легкий газ без цвета и запаха, который, соединяясь с кислородом, выделяет тепло и образует водяной пар или воду. Из этого свойства водорода как газа становится очевидным попытаться использовать водород как топливо для тепловых двигателей, в частности для двигателей внутреннего сгорания, например, как метан или различные газовые смеси на основе пропана и бутана. В отличии от газообразных углеводородных топлив, чистый водород имеет бесспорные преимущества. Сгорая, при химической реакции с кислородом выделяется только вода. А удельная теплота сгорания водорода существенно больше, чем у других газов. Однако у водорода есть отличительные особенности, которые мешают его использование в двигателе внутреннего сгорания. Молекула водорода самая маленькая молекула , поэтому водород легко диффундирует сквозь металлы, проходя через их кристаллические решетки. При высоких давлениях, наблюдаемых в двигателях камеры сгорания, этот процесс еще больше усиливается. Это приводит к скоплению смесей кислорода и водорода в полостях двигателя внутреннего сгорания за пределами камеры сгорания. Это в свою очередь приводит к нежелательным эффектам, связанным с рисками возгорания либо взрыва смеси газов за пределами камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания. При этом потреблять водород в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания можно, но только в незначительных объемах, подмешивая водород к топливо-воздушной смеси, составленной на основе углеводородного газообразного либо жидкого топлива.

С другой стороны, водородным транспортом можно называть и транспортные средства, оборудованные электрическими двигателями. При этом водород используется как топливо для получения электричества в так называемых в водородных топливных элементах. В этих топливных элементах водород также соединяется с кислородом, образуя водяной пар, однако при этом вырабатывается электричество, которое в последующем питает электрический двигатель и бортовые системы автомобиля. Топливный водородный элемент является своего рода аккумулятором. При этом хранение энергии происходит в виде хранения сжатого водорода.

Обе описанные выше технологии работы водородного транспорта имеют право на существование, однако это принципиально разные подходы к использованию водорода в транспортных средствах. На нынешнем этапе развития довольно сложно прогнозировать, какой из этих путей развития станет преобладающим на транспорте, использование водорода в двигателе внутреннего сгорания либо использование водорода для производства электроэнергии в электроавтомобилях», — объясняет Михаил Якимов.

Согласно исследованию Deloitte, в 2019 году в США было зарегистрировано 35 действующих и 39 разрабатываемых пассажирских автобусов на водородном топливе, в Европе — 76, в Китае — более двух тысяч, в Японии — 18. На конец 2020 года в мире в эксплуатации находилось 4250 автобусов на водородных транспортных элементах — такие данные приводит Bloomberg.  До 2030 года количество автобусов и грузовых автомобилей на водородном топливе в Европе должно составить 45 тысяч, в Японии — 1200. Англия к 2030-му планирует полностью отказаться от дизельного общественного транспорта и создать паркинг из 4000 электрических и водородных автобусов. В Эстонии 5 июля 2021 года запустили первый в мире беспилотный автомобиль на водородном топливе.

Читайте далее:

технические ограничения технологии — РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА

В борьбе за сокращение выбросов вредных веществ крупнейшие мегаполисы мира все активнее работают над переводом общественного транспорта на энергоустановки с альтернативными видами топлива. Москва рассмотрит возможность введения в столице общественного транспорта на водороде, сообщил руководитель столичного департамента транспорта и развития дорожно-транспортной инфраструктуры Максим Ликсутов. Такой транспорт выделяет только водяной пар и тепло – это следующий шаг в развитии экологичных поездок, который позволяет сократить вредные выбросы более чем в десять раз. «Москва готова поддерживать отечественных производителей и тестировать транспорт на водороде, но только когда образцы будут на 100 процентов безопасными. Очевидно, что для полноценного запуска водородного транспорта потребуется развернуть целую инфраструктуру», — подчеркнул глава ведомства. Вхождение России в число мировых лидеров по производству и экспорту водорода определено в качество цели принятой 26 октября«дорожной карты» по развитию водородной энергетики в РФ до 2024 года. Об этом говорится в распоряжении № 2634-р российского правительства. Таким образом, власти признали мировой тренд на развитие этого вида топлива и признали необходимость подключиться к водородной «гонке».

Заместитель директора департамента проектного управления и обеспечения деятельности Министерства энергетики Российской Федерации Алексей Трибунский рассказал, какие технические особенности мешают развитию водородной технологии в качестве моторного топлива: «Важнейшим фактором при анализе перспективных рынков является технологическая зрелость. Нельзя создавать новый рынок там, где технологии еще не созрели. Когда мы говорим про водород, с точки зрения его экологических и энергетических качеств, без сомнения водород обладаем прекрасными входящими данными. Но я выступаю немного за рамками общепринятого экологического нарратива. У водорода есть несколько физических ограничений, решение которых необходимо до того как мы сможем говорить о водороде, как о перспективном рынке для моторного топлива. Есть три физических ограничения, первое, его низкая плотность. Водород еще менее плотный, чем метан. Вторая особенность — взрывоопасность. Люди зачастую воспринимают метан как взрывоопасный газ, но водород в разы более взрывоопасный. Если говорить про концентрацию водорода для самопроизвольного возгорание в воздухе — то практически любое содержание свободного водорода в некотором объеме воздуха с достаточно высокой вероятностью приводит к взрыву. Третье, водород является агрессивной средой. Водород разъедает емкости и транспорт, через которые он прогоняется и содержится. Эти фундаментальные технические ограничения, на уровне физических процессов, которые с моей личной точки зрения, делают анализ перспектив водорода как топлива, пока преждевременным до решения этих технических вопросов. В то же время, с точки зрения экологических и энергетических перспектив, перспективы у водорода умопомрачительные, но фактор технической зрелости является принципиально важным в этом вопросе». 

Отметим, что международная консалтинговая компания Wood Mackenzie, занимающаяся глобальными исследованиями в энергетике, объявила 2020-е «десятилетием водорода». А Европа в июле прошлого года приняла «Водородную стратегию ЕС». Так называемая «Инициатива 2х40 ГВт» от ассоциации «Водородная Европа». К 2030 году они планируют развертывание 40-гигаваттных электролизеров, производящих «зеленый» водород, и еще столько же водорода хотят экспортировать из соседних стран. Австралия, Япония, Китай, Канада и несколько штатов США тоже заявили о стратегии использования водорода в качестве топлива с нулевым выбросом.

 Читайте далее:

Есть ли шанс присоединиться к мировому тренду — Центр транспортных стратегий

Уже в 2022 году в Украине планируют собрать первый водородный автобус. Топливная система для него будет поставлена из-за границы, а вот сборка планируется на базе местного предприятия, находящегося в Броварах. Однако если в Европе уже достаточно активно используются водородные авто и тестируются поезда, суда и самолеты, то украинские потребители пока что воспринимают транспорт на водороде как затею из области фантастики.

Первые ласточки

Когда в Украине в сентябре этого года был зарегистрирован первый водородный автомобиль, новость об этом стала настоящей сенсацией. Toyota Mirai — авто с водородными топливными элементами. По сути, это электромобиль, который получает электроэнергию за счет соединения водорода из бака с кислородом, который есть в атмосферном воздухе. В качестве «выхлопа» автомобиль производит воду.

Рекорд преодоления расстояния данным авто на одной зарядке — 1360 км. Правда, его установил специалист по экономичному вождению, поэтому обычному водителю вряд ли удастся повторить это достижение. Поэтому, согласно нормативам, заправочные станции для таких авто должны располагаться на крупных трассах каждые 150 км. 5 килограмм водорода (его количество измеряется в килограммах, а не литрах) стоит 49 долл. Это максимальная вместимость бака Toyota Mirai, и этого хватит более чем на 700 км.

Стоит такое авто от 45 до 60 тыс. долл. На наш вопрос, окупится ли столь дорогостоящая инвестиция, президент Украинского водородного совета, председатель общественного совета в Госэнергоэффективности Александр Репкин ответил, что в перспективе водородные машины будут иметь такую же окупаемость, как и дизельные.

Александр Репкин

При этом использование водорода в общественном транспорте способно окупить себя уже сегодня. «Есть определенный критический размер проектов, при котором они могут быть коммерчески выгодны уже сегодня. Если мы имеем 50 автобусов в одном депо, и они все будут использовать водород, то заправка и производство водорода уже начинает себя окупать», — рассказал в ходе конференции City Trans 2021

Айварс Стариковс, руководитель Латвийской водородной ассоциации и член правления Hydrogen Europe.

Даже не самый оптимистичный сценарий гласит, что использование этого вида топлива в общественном транспорте станет полностью выгодным уже к 2025 году. «Водородные автобусы выгодны со многих точек зрения: во-первых, они способны проезжать до 100 км в день независимо от сезона и погоды, во-вторых, они быстро заправляются (за 7-10 минут), в-третьих, они могут ездить по гибкому маршруту. Ими можно смело заменять парк дизельных автобусов», — говорит Обен Лучан, директор по продажам канадской Ballard Power System в регионе Ближнего Востока, Африки и Индии.

Компания производит водородные топливные элементы, на которых по всему миру уже ездят 1300 автобусов. К концу этого года будут запущены еще 200 водородных автобусов с ячейками Ballard в 17 городах Европы.

Производители элементов для водородных авто обратили внимание на Украину не случайно. Наша страна — перспективный и неосвоенный рынок, за который они начинают бороться уже сегодня. Так, 12 октября был подписан меморандум о строительстве в Украине первого автобуса на водородных топливных элементах. Его подписали Hydrogen Europe, Украинская водородная ассоциация, Ballard Power System (топливные элементы), Worthington (баллоны и системы для хранения водорода), ООО «Политехносервис».

На базе последнего будет происходить сборка. На предприятии в Броварах уже подготовились и утверждают, что могут выпустить первый такой автобус хоть до конца года, поскольку разработали специальную универсальную ходовую платформу. «Закончена тяговая платформа для троллейбуса и электробуса с несколькими вариантами источников тяговой энергии (контактная сеть, аккумуляторные батареи, водород).

Система управления тягой, система питания вторичных потребителей (кондиционеры, компрессор и т. д.), система автономного хода на базе аккумуляторных батарей, система производства электроэнергии на водородном топливном элементе», — говорится в презентации «Политехносервис», представленной совладельцем предприятия Юрием Бомбандеровым.

 Подписание меморандум о сборке в Украине первого водородного автобуса (фото — Василий Доронин)

Где заправляться?

Главная проблема водородных авто в Украине в том, что их негде заправлять. Ближайшие водородные заправки находятся в Польше, их там около двух с половиной десятков. Украине же нужно не менее 28 водородных заправок, говорит Репкин. По его словам, первая такая стация появится в нашей стране уже в следующем году. «Этим процессом занимаюсь я лично. Я думаю, что это будет в Киеве. Затем этот тренд должен распространиться на всю страну. Очень хотелось бы, чтобы Украина стала частью TNT-коридора.

А для этого нам нужно не менее чем 28 заправочных станций. Это очень дорогостоящий инфраструктурный проект и надо смотреть на возможность заезда на территорию Украины грузовиков, которые работают на водороде. Только тогда в этом будет смысл», — рассказал ЦТС Репкин.

По его словам, несколько производителей оборудования для автозаправочных станций уже заинтересовались идеей. Привлечь внимание бизнеса и власти было основной целью ввоза в Украину первых водородных автомобилей.

Инвестировать в заправочную инфраструктуру, как говорит Репкин, готовы европейские МФО — ЕБРР и ЕИБ. «Они финансируют похожие проекты в странах ЕС и у нас точно так же стоят в приоритете эти направления. Мы встречались с руководством обоих финансовых учреждений, и они подтвердили готовность к этим проектам», — сообщил он.

В качестве операторов водородных автозаправок могли бы выступить уже существующие сети АЗС, станции которых на основных автомагистралях Украины уже и так соответствуют критериям размещения водородных станций (каждые 150 км). Организовывать заправочные станции на существующей сети будет немного удобнее, считает Виктория Гнатовская, директор Директората по вопросам энергоэффективости и энергоэффективных ресурсов Министерства энергетики Украины.

Виктория Гнатовская 

По ее словам, Министерство сейчас создает три стратегических документа для развития водородной отрасли. Первый — это Энергетическая стратегия до 2050 года, в которой будет отдельный раздел, посвященный развитию водородной энергетики и водородной экономики. Второй — это Национальный план мероприятий по возобновляемой энергетике до 2030 года. «Документ еще формируется, но предварительно предусматривается, что потребление возобновляемых источников энергии в транспортном секторе составит 14%», — отметила Гнатовская в ходе конференции City Trans 2021.

Третий документ — это Стратегия развития водородной энергетики до 2030 года. Она включает такие элементы, как дорожная карта, стандарты, законодательство, пилотные проекты, создание ответственных органов.

Откуда брать водород?

По словам спецалиастов, потенциально Украина имеет хорошие перспективы развития мощностей для электролиза. «Прогнозируемый потенциал Украины на 2030 год является самым высоким в Европе и составляет около 10 ГВт. Из них 2,5 ГВт будет использоваться внутри страны, в частности, для производства аммиака, все остальное может идти на экспорт», — отметила Виктория Гнатовская.

В идеальном варианте развития событий предусматривается производство водорода путем электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, в частности на солнечных и ветроэлектростанциях.

Водород — это в первую очередь удобный и экологичный способ хранения энергии, считает Айварс Стариковс. «Если энергия из возобновляемых ресурсов не используется сразу, она трансформируется в водород и используется, в нужный момент и нужным способом — примешивание к газу в газотранспортной системе (смесь природного газа и водорода), транспортировка по газопроводу в чистом виде, индустриальное использование, использование в транспорте или возврат в энергетическую систему», — рассказал он.

Таким образом, эксперты видят в водороде реальную альтернативу ископаемому топливу, однако пока загвоздка — в законодательной поддержке, а также в исследовании возможностей украинской ГТС в качестве канала транспортировки этого топлива.

«Европа села на поезд, следующий к водородному будущему. Чтобы оставаться в этом поезде, всем европейцам и их соседям нужно двигаться в этом направлении вместе. Нам нужно, чтобы законодательные изменения в Украине имплементировались быстрее. Мы видим Украину не только как поставщика, но и как потребителя водорода», — заявил руководитель ассоциации Hydrogen Europe Йорго Катзимаркакис.

Кстати, по мнению Гнатовской, в перспективе внутренним потребителем водорода в Украине могла бы стать и железная дорога. Как известно, в Германии, Австрии и еще нескольких странах Европы водородные пассажирские поезда уже используются на неэлектрифицированных участках как альтернатива дизельным.

Читайте также Водородные поезда все ближе – Alstom представил Coradia iLint в Польше

Первый водородный электробус от «КАМАЗа»

Сегодня в Москве на выставке Comtrans 2021 будет презентован революционный продукт в сегменте пассажирского транспорта – водородный электробус КАМАЗ-6290.

«КАМАЗ» продолжает расширять модельный ряд инновационного пассажирского экотранспорта, который становится всё более востребованным в мегаполисах. В ближайшем будущем водородный общественный транспорт может стать достойной альтернативой дизельным автобусам, и, отвечая запросам времени, инженеры компании разработали первый низкопольный водородный электробус КАМАЗ-6290.

«Конструкторская документация на опытный образец водородного электробуса разрабатывалась с учётом технических требований, предъявляемых к электробусам, т.е. за базу брался электробус КАМАЗ-6282, который поставляется в Москву, –

пояснил заместитель главного конструктора ПАО «КАМАЗ» – главный конструктор по автомобилям Андрей Савинков. – Преимущества водородного электробуса очевидны – это его экологичность, отсутствие дизельного подогревателя для обогрева салона. Более того, в отличие от электробуса, запас хода которого после полной зарядки аккумуляторов составляет 70 км, водородный электробус может проехать 250 км, что делает его пригодным даже для междугороднего сообщения».

Шасси и кузов водородного электробуса собраны на дочернем предприятии компании в Башкирии «НЕФАЗе», крышевое оборудование установили в Научно-техническом центре «КАМАЗа». Кузов выполнен из высокопрочных сталей и безопасного пластика, что обеспечивает необходимую прочность и безопасность при аварийных ситуациях. Полная масса водородного электробуса КАМАЗ-6282 составляет 19 тонн, его габаритные размеры – 12,4х2,55х3,4 м. Новинка работает на водородных топливных элементах и оснащена шестью баллонами для хранения сжатого водорода. В целях безопасности баллоны устанавливаются на крышу в случае утечки водород будет уходить вверх, а не в салон.

Мощность водородной энергоустановки не менее 45 кВт, в движение водоробус приводится электропортальным мостом фирмы ZF. Водородный электробус оснащён современной высокоэффективной пневматической тормозной системой с EBS, ABS, ASR, EPB, функцией удержания на уклоне, функцией блокировки движения при открытых дверях и датчиком контроля износа тормозных колодок. Также предусмотрено торможение тяговым электродвигателем с системой рекуперации. Максимальная скорость движения – 80 км/ч, запас хода – 250 км. Общая пассажировместимость – 80 человек, сидячих мест – 33. Как и электробус, новый экотранспорт приспособлен к эксплуатации при температуре окружающей среды от -40° до +40° С.

Инженеры Научно-технического центра «КАМАЗа» постарались сделать водородный электробус максимально комфортабельным для пассажиров. В салоне предусмотрена двухзонная климатическая система, в том числе отдельная для кабины водителя. Установлена механическая аппарель для беспрепятственного въезда в салон маломобильных граждан, двери оборудованы функцией активации пассажирами, также предусмотрена электронная система информирования пассажиров с выводом информации на маршрутоуказатели и информационное табло в салоне водородного электробуса.

«Впереди ещё много работы. В 2022 году мы намерены провести испытания опытного образца водородного электробуса КАМАЗ на улицах Москвы, в реальных условиях эксплуатации. На данный момент автономная водородная заправочная станция есть только в подмосковной Черноголовке, поэтому испытания водородного электробуса в другом месте невозможны. Завершатся они, ориентировочно, в 2023 году, – сообщил Андрей Савинков. – В случае создания соответствующей заправочной инфраструктуры и спроса на новый вид экотранспорта со стороны Москвы, мы планируем организовать финишную сборку водородных электробусов на территории Сокольнического вагоноремонтно-строительного завода в столице, где уже успешно собираются камазовские электробусы».

Напомним, в августе 2021 года премьер-министр России Михаил Мишустин утвердил Концепцию развития водородной энергетики. Документ определяет цели, стратегические инициативы и ключевые меры по созданию в России новой отрасли.

Вот как водородный транспорт может помочь обуздать изменение климата

Эта новость сгенерирована нашим новым сотрудником – роботом Электроном. Он еще только учится работать с текстом, процесс этот не быстрый, и дается нашему коллеге не сразу. Но он старается и постоянно делает успехи. Не судите его строго. Он работает на перспективу. Мы постоянно улучшаем качество его работы по мере возможностей, чтобы в будущем у нас в редакции работал настоящий профессионал своего дела.

Каждое утро на транзитной станции в Кливленде , штат Огайо , более дюжины автобусов подъезжают к заправочной станции, а затем отправляются по своим маршрутам в этом городе к югу от Кантона , штат Огайо .

Автобусы, принадлежащие El Dorado National и спроектированные региональным транзитным управлением района Старк, выглядят как любые другие. Однако в совокупности они отражают новейшие технологии, которые могут сыграть ключевую роль в обеспечении более чистого междугороднего транспорта. Вместо водородного топлива четверть автобусов агентства использует дизельное топливо для движения транспортных средств, допущенных к загрязнению. Они не выделяют ничего, кроме безвредного водяного пара.

Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, становится одним из способов уменьшить разрушительное воздействие электромобилей в сочетании с 1,2 миллиардами ядерных автомобилей на окружающую среду. Большинство этих транспортных средств работают на топливе и дизельном топливе, которые считаются очень опасными для окружающей среды. Производители коммерческих грузовиков и больших грузовиков начинают применять водородные топливные элементы в качестве метода ускорения разработки. То же самое и с самолетами, поездами и легковыми автомобилями как с производителями.

Забота — самый крупный фактор изменения климата, поэтому водород и сжиженные газы рассматриваются как потенциальный способ контроля выбросов в долгосрочной перспективе.

Безусловно, водород остается далеко не волшебным решением. На данный момент водород, который ежегодно производится во всем мире, в основном для нефтеперерабатывающих заводов и производства удобрений, производится с использованием природного газа или угля. Этот процесс загрязняет воздух, потенциально нагревая планету, а не спасая ее. Действительно, новое исследование, проведенное учеными из Корнельского и Стэнфордского университетов, показало, что большая часть производства водорода выделяет углекислый газ, а это означает, что водородный транспорт еще не может считаться чистой энергией.

Но сторонники водородного транспорта говорят, что производство водорода в долгосрочной перспективе станет экологически безопасным. Они предполагают более широкое использование электричества из энергии ветра и солнца, которые могут отделять водород и кислород в воде. По мере того как такие возобновляемые формы энергии получают все более широкое применение, производство водорода должно стать более чистым и менее дорогостоящим процессом.

В течение трех лет General Motors , Navistar и автотранспортная компания JB Hunt планируют построить заправочные станции и использовать водородные грузовики на нескольких автострадах США. Toyota , Kenworth и порт Лос-Анджелеса начали испытания водородных грузовиков для доставки грузов с судов на склады.

Daimler Trucks AG и другие производители также объявили о партнерстве. Компании надеются коммерциализировать свои исследования, предлагая грузовики с нулевым уровнем выбросов, которые экономят деньги и соответствуют более строгим правилам загрязнения окружающей среды.

В 2018 году в Германии начал курсировать водородный поезд, и их количество будет расти. Airbus , крупнейший в мире производитель авиалайнеров, также рассматривает возможность использования водорода.

«Это почти самое близкое, что я видел, когда мы достигли этого реального поворотного момента», — сказал Шон Литстер , профессор машиностроения в Университете Карнеги-Меллона, который изучает водородные топливные элементы на протяжении почти двух десятилетий.

Водород — это долгосрочное сырье для производства удобрений, стали, нефти, бетона и химикатов. Он также эксплуатирует транспортные средства в течение многих лет: около 35 000 вилочных погрузчиков в Соединенных Штатах , около 4% от общего числа погрузчиков в стране, работают на водороде. Его возможное использование на дорогах для перевозки тяжелых грузов может заменить дизельные источники загрязнения окружающей среды.

Когда водород будет принят для широкого использования, и даже когда он будет реализован. Крейг Скотт , глава Toyota по передовым технологиям в Северной Америке, говорит, что у компании осталось около двух лет до того, как грузовик с водородом будет готов к продаже. Кроме того, очень важно построить множество АЗС по всей стране.

Кирт Конрад , генеральный директор транспортного управления Кантона с 2009 года, говорит, что другие транспортные системы проявили такой большой интерес к технологии, что SARTA возит свои автобусы по стране для демонстраций. Компания Canton , которая закупила свои первые три водородных автобуса в 2016 году, добавила 11 из 45. Также была построена заправочная станция. Две транспортные системы Калифорнии , в Окленде и округе Риверсайд , имеют в своем парке водородные автобусы.

«Мы продемонстрировали, что наши автобусы надежны и экономичны, и в результате мы преодолели барьеры, которые замедлили внедрение технологии», — сказал Конрад.

Испытания в порту Онтарио , штат Калифорния , начались в апреле, когда первый из пяти полуфабрикатов с водородными силовыми агрегатами Toyota начал доставлять грузы на склады в Лос-Анджелесе, примерно в 60 милях от местоположения станции. Частно-государственный проект стоимостью 82,5 миллиона долларов в конечном итоге будет иметь 10 полуфабрикатов.

Он включен в планы президента Джо Байдена по сокращению выбросов углекислого газа к 2030 году. Законопроект Сената, принятый на этой неделе, включает 9 миллиардов долларов на исследования по снижению затрат на производство чистого водорода, а также на региональные центры производства водорода.

Индустрия ближнемагистральных грузоперевозок кажется лучшим вариантом для перехода на водород. Топливные элементы, которые преобразуют газообразный водород в электричество, обеспечивают больший запас хода, чем аккумуляторные электрические грузовики, лучше работают в холодную погоду и могут заряжаться намного быстрее, чем электрические батареи. Сторонники говорят, что короткое время заправки электромобилей дает им преимущество перед долгосрочными электромобилями для использования в такси или грузовиках для доставки.

Это преимущество было важным для лондонской компании Green Tomato Cars , которая использует 60 автомобилей Toyota Mirai с водородными топливными элементами в своем парке из 500 автомобилей с нулевым уровнем выбросов для перевозки корпоративных клиентов. Соучредитель Джонни Голдстоун говорит, что его водители могут проехать на баке более 300 миль и заправиться за три минуты.

Как потратить 40, 50 минут, час, два часа на то, чтобы включить машину в сеть посреди рабочего дня?

На данный момент Green Tomato является одним из крупнейших операторов водородных двигателей на все еще небольшом рынке в Европе, на дорогах которого находится около 2000 автомобильных батарей на топливных элементах, мусоровозы и автофургоны.

Около 7500 автомобилей на водородных топливных элементах находятся на дорогах в Калифорнии , в основном в США. В Калифорнии 45 общественных заправочных станций, еще больше запланировано или строится.

В отличие от автобусов и тяжелых грузовиков, будущее легковых автомобилей в США в основном связано с аккумулятором, а не с водородом. Полностью электрические транспортные средства могут путешествовать дальше, чем требуется среднему человеческому телу от небольшой батареи.

А пока производство водорода способствует, а не сокращает загрязнение. В мире производится около 75 миллионов тонн в год, большая часть из которых связана с выбросами углерода, связанными с паровой конверсией природного газа. Так называемый синий водород, сделанный из природного газа, требует дополнительной ступени. При этом выделяется углекислый газ и отправляется на хранение ниже уровня поверхности для хранения. Исследование Корнелла и Стэнфорда показало, что при производстве голубого водорода выделяется на 20% больше углерода, чем при сжигании природного газа или угля для получения тепла.

Вот почему отраслевые исследователи сосредотачиваются на электролизе, который использует электричество для отделения водорода и кислорода от воды. Водород смешивается с кислородом в топливных элементах автомобиля для выработки энергии. По словам Джо Карнелли , директора по водородным технологиям компании Cummins , производящей электролизеры и энергетические системы на топливных элементах, количество электроэнергии, вырабатываемой ветром и солнечной энергией, увеличивается во всем мире, делая электролиз более чистым и дешевым.

В настоящее время изготовление дизельного двигателя и производство топлива обходится дороже, чем запускать на дорогу грузовик с водородным двигателем. Водород стоит примерно 13 долларов за килограмм в Калифорнии, а 1 килограмм может обеспечить немного больше энергии, чем галлон дизельного топлива. В США дизельное топливо дешевле бензина (расходуется 4,25 доллара за галлон) по сравнению с бензином (около 350 галлонов) в Канаде и Канаде.

Однако эксперты говорят, что диспропорция сократится.

По мере того, как они расширяют технологию производства, водород должен снижаться, говорится в сообщении Карнеги-Меллона.

Хотя дизельный полуавтомат может стоить примерно 150 000 долларов в зависимости от того, как он оборудован, неясно, сколько будут стоить грузовики на топливных элементах. Никола , начинающий производитель драйверов для электрических и водородных топливных элементов, оценил в прошлом году, что он будет получать около 235000 долларов за каждый проданный водородный полуфабрикат.

В конечном итоге чистое электричество можно было бы использовать для производства и хранения водорода на железнодорожной станции, где оно могло бы заправлять локомотивы и полуфабрикаты с нулевыми выбросами.

Cummins ожидает широкого использования водорода в США к 2030 году, подкрепленного более строгими правилами выбросов дизельного топлива и государственными требованиями к автомобилям с нулевым уровнем выбросов. Европа уже поставила амбициозные цели в отношении зеленого водорода, чтобы ускорить его использование.

По словам Карнелли, это просто подстегнет рынок и взорвет его.

Доставка водорода | Министерство энергетики

Жизнеспособная водородная инфраструктура требует, чтобы водород мог доставляться от места его производства до точки конечного использования, такой как промышленный объект, электрогенератор или заправочная станция. Инфраструктура включает трубопроводы, заводы сжижения, грузовики, складские помещения, компрессоры и ТРК, задействованные в процессе доставки топлива.

Технология доставки для водородной инфраструктуры в настоящее время коммерчески доступна, и несколько единиц U.Компании S. поставляют водород в больших объемах сегодня. Рост спроса на водород потребует регионального расширения этой инфраструктуры и разработки новых технологий, таких как химовозы для транспортировки водорода с высокой плотностью и высокопроизводительные технологии заправки топливных элементов для перевозки тяжелых грузов на топливных элементах.

Зачем изучать доставку водорода

Водород — это не только самый маленький элемент на Земле, но и самый легкий — для сравнения, масса одного галлона бензина равна примерно 2.75 кг, где один галлон водорода имеет массу всего 0,00075 кг (при давлении 1 атм и 0 ° C). Чтобы транспортировать большие количества водорода, он должен находиться под давлением и подаваться в виде сжатого газа или сжиженного газа.

Место производства водорода может иметь большое влияние на стоимость и лучший способ доставки. Например, крупное предприятие по производству водорода, расположенное в центре, может производить водород с меньшими затратами, поскольку оно производит больше, но при этом стоит дороже доставить водород, поскольку точка использования находится дальше.Для сравнения: распределенные производственные мощности производят водород на месте, поэтому затраты на доставку относительно низкие, но затраты на производство водорода, вероятно, будут выше, поскольку объемы производства меньше.

Как работает доставка водорода

Сегодня водород транспортируется от места производства к месту использования по трубопроводу и по дороге в автоцистернах для криогенных жидкостей или газотрубных прицепах. Трубопроводы прокладываются в регионах со значительным спросом (сотни тонн в день), который, как ожидается, будет оставаться стабильным в течение десятилетий.Заводы по сжижению, цистерны с жидкостью и трубные трейлеры развернуты в регионах, где спрос невысокий или только появляется. Демонстрации доставки водорода с помощью химовозов (например, на баржах) также проводятся в крупномасштабных приложениях, таких как экспортные рынки.

В местах использования водорода дополнительные компоненты инфраструктуры, которые обычно используются, включают сжатие, хранение, дозаторы, измерители, а также технологии обнаружения и очистки загрязняющих веществ. Например, станции, развертываемые для подачи водорода в транспортные средства на топливных элементах средней и большой мощности, должны сжимать водород до давления 350–700 бар и распределять его со скоростью до 10 кг / мин.Технологии высокой пропускной способности для удовлетворения этих требований к производительности в настоящее время находятся в стадии разработки.

Узнайте больше о следующих технологиях доставки, хранения и распределения водорода:

Цели исследований и разработок

Технология доставки для водородной инфраструктуры в настоящее время доступна на коммерческой основе, и несколько американских компаний сегодня поставляют водород в больших объемах. Некоторая часть инфраструктуры уже существует, потому что водород уже давно используется в промышленных приложениях, но широкомасштабный рост спроса на водород потребует исследований и разработок (НИОКР), расширения цепочки поставок и новых внедрений. Поскольку водород имеет относительно низкую объемную плотность энергии, его транспортировка, хранение и окончательная доставка к месту использования сопряжены со значительными затратами и приводят к некоторой неэффективности использования энергии, связанной с его использованием в качестве энергоносителя. Просмотрите ссылки по теме, которые предоставляют подробную информацию о деятельности по доставке водорода, финансируемой Министерством энергетики США.

Вызовы

Ключевые проблемы доставки водорода включают снижение затрат, повышение энергоэффективности, поддержание чистоты водорода и минимизацию утечки водорода.Необходимы дальнейшие исследования для анализа компромиссов между вариантами производства водорода и вариантами доставки водорода, когда они рассматриваются вместе как система.

Создание национальной инфраструктуры доставки водорода также является большой проблемой. На его разработку потребуется время, и, вероятно, он будет включать в себя комбинации различных технологий. Потребности и ресурсы инфраструктуры доставки будут различаться в зависимости от региона и типа рынка — например, городской, межгосударственный или сельский. Варианты инфраструктуры также будут развиваться по мере роста спроса на водород и развития и совершенствования технологий доставки.

Транспортировка водорода — обзор

11.3.3 Вопросы безопасности

Транспортировка и распределение водорода создают определенные проблемы с точки зрения безопасности. Эти проблемы тесно связаны с химическими и физическими свойствами водорода: его способность охрупчивать материалы, его легкость выхода из защитной оболочки, его широкий диапазон воспламеняемости и ограниченное количество энергии, необходимое для его воспламенения, — все это представляет собой препятствия для безопасного использования. В то же время его чрезвычайно низкая плотность является гарантией того, что газ, скорее всего, поднимется вверх, а не образует плотные опасные облака, как это делают другие опасные газы.

Следовательно, если ожидается, что водород проникнет в экономику, в достаточно промышленно развитых странах, но также и в развивающихся, технологическое развитие должно поддерживаться параллельной разработкой кодексов и стандартов, чтобы гарантировать безопасное использование и позволить производителям играть в регулируемых условиях. поле, которое объединяет защиту клиента и конкуренцию на рынке.

Сегодня, даже после начала проникновения водорода в мировые структуры энергетики, некоторые правила все еще отсутствуют или не полностью применяются на национальном уровне.

На международном уровне Технический комитет 197 ISO отвечает за разработку стандартов, связанных с применением водорода. Стандарты доступны для некоторых конкретных приложений (например, связанных с бортовыми системами, топливными баками и заправочными системами для транспортных средств) и для производственной части цепочки (электролиз и паровой риформинг метана уже охвачены), но стандарты для заправочных станций, такие как часть распределительной цепочки и трубопроводов все еще находятся в стадии разработки на момент написания.

Как следствие, внедряются местные правила, одним из примеров которых являются итальянские учения, которые начались с правил по природному газу и впоследствии были преобразованы в водородные за счет принятия специальных контрмер с учетом особенностей этого газа. Италия имеет долгую и успешную историю транспортировки природного газа; его сеть протяженная и полностью взаимосвязанная, соединяющая более 100 провинций, как в альпийских условиях, так и в других естественно сложных ситуациях (например,г., переходы через реки, сейсмические районы, оползни). Этот опыт побудил использовать существующие правила для водородных приложений.

Адаптация норм природного газа для распределительных сетей сопровождалась полевыми испытаниями, разработанными для определения безопасных расстояний, которые должны быть установлены между водородными установками и ближайшими зданиями. Необходимость в такой точной оценке особенно актуальна в случае водорода, потому что вектор является новым в применении, и жесткие ограничения (такие как важные барьеры или чрезмерные безопасные расстояния) могут уменьшить возможность для широкой публики принять его (Ройл и Уиллоуби, 2011).

Чтобы установить наиболее подходящие пределы, несколько групп выполнили экспериментальные упражнения (Jo and Ahn, 2006; Royle and Willoughby, 2011) или анализ риска (Grasso et al., 2009; Gerboni and Salvador, 2009) с использованием теоретических моделей.

Оба вида анализа обычно начинаются с определения дерева событий, которое позволяет выбрать более репрезентативные и рискованные комбинации и сконцентрироваться на них. Возможные исходные события — это события, которые могут повлиять на трубопроводы природного газа (например,g., внешние события, удары, механические или сервисные отказы и т. д.). Хорошая плавучесть водорода была принята во внимание аналитиками, чтобы быть точным при прогнозировании поведения утечки газа в атмосфере, при этом направление и скорость ветра здесь особенно важны. Очень широкий диапазон воспламеняемости не способствует безопасности, но плавучесть снижает вероятность образования облаков на малых высотах (где человеческие рецепторы находятся ближе). В случае образования больших облаков они могут недавно воспламениться и вызвать взрывы.Другая возможность — образование струйных возгораний из-за утечек в трубопроводах под давлением с возгоранием, которое не слишком запаздывает. Безопасное расстояние для рецепторов, как людей, так и зданий, зависит от многих факторов. Хороший образец для оценки этого расстояния был предоставлен Джо и Ан (2006), и он пропорционален квадратному корню из установившегося давления в трубопроводе и диаметру трубопровода.

Как и в обычной практике предотвращения риска, могут быть установлены искусственные барьеры для уменьшения безопасного расстояния от возможной точки выброса до рецептора.В случае водорода барьеры были изучены и предложены к применению и различаются по размеру, высоте и наклону. Например, NFPA 55 (2005) предлагает барьер с углом наклона 60 ° для защиты от струйных возгораний, исходящих из складских помещений. В работе Ройла и Уиллоуби (2011) эти барьеры были протестированы против вертикальных и показали смешанный отклик, будучи более подходящими для защиты области утечки от избыточного давления и теплового потока, но менее эффективными для защиты области за барьером от теплового потока. Вертикальный барьер оказался более эффективным для защиты рецепторов за ним.

В случае трубчатых прицепов количество хранимого газа ограничено по сравнению с трубопроводной системой, но следует отметить, что вероятность столкновения трубчатого прицепа с такой же частотой, как и дорожно-транспортных происшествий. Кроме того, вероятность воспламенения газового облака или утечки под давлением выше из-за наличия частей транспортного средства и возможных источников в окружающей среде.Наличие домов также может представлять собой непроизвольные препятствия, которые могут вызвать повышение избыточного давления. Когда трубчатые прицепы используются в качестве систем хранения на заправочных станциях, соответствующие безопасные расстояния уже определены в нескольких нормативных документах. Например, в Италии, где для защитных ящиков трубчатых прицепов регулируется максимальный объем хранимого газа на ящик, равный 2000 Нм 3 . Ящики должны быть встроены в бетонные стены, минимальная толщина которых составляет 15 см, а высота должна быть как минимум на один метр больше, чем высота системы хранения. Если нужно хранить больше газа, нужно построить больше ящиков. Минимальное расстояние между коробкой и ближайшей внешней постройкой должно быть 20 м.

Разливы жидкого водорода проявляют начальное поведение, которое может привести к образованию лужи. Однако жидкая фаза сразу сопровождается присутствием паров водорода, которые довольно холодные и плотные. Температура жидкости настолько низкая, что это может привести к затвердеванию других компонентов воздуха, таких как азот и кислород.Частица твердого кислорода может смешиваться с жидким водородом и образовывать потенциально взрывоопасную смесь, которая может самовоспламеняться. Также может возникнуть струйное возгорание, которое опять же зависит от количества доступного водорода. Ожидаются дальнейшие экспериментальные работы по этой теме, поскольку жидкий водород, как видно, является одной из наиболее широко используемых форм водорода в современных распределительных системах.

Транспорт водорода — Характеристики — Инженер-химик

Энди Браун рассматривает варианты и проблемы перемещения водорода из пункта А в пункт Б в больших объемах

ВОДОРОД получает поддержку в качестве потенциальной замены ископаемым видам топлива, таким как уголь, нефть и природный газ. Теоретически и для большинства применений это привлекательный вариант: относительно обильный материал, использование которого вызывает лишь небольшое нарушение окружающей среды по сравнению, например, с выбросами в атмосферу двуокиси углерода или твердых частиц (PM2,5 и PM10). В отличие от ископаемого топлива, водород нужно перерабатывать из чего-то еще и доставлять к месту использования. В этой статье описаны некоторые варианты доставки, факторы, которые могут повлиять на выбор, и некоторые связанные с этим проблемы.

Для транспортировки практически любой жидкости необходимо задать ряд вопросов, возможно, наиболее актуальными из которых являются: Сколько? Насколько чисто? Какое давление? Очевидно, что ответы на эти вопросы будут зависеть от конечного использования.

Сколько?

Для большинства приложений водород будет использоваться как газ, но это не означает, что он всегда транспортируется как газ. Большая часть перемещаемого водорода находилась в стальных баллонах или в специально разработанных и охлаждаемых трубчатых трейлерах. Одиночные баллоны обычно содержат 5-8 Нм 3 водорода при давлении в диапазоне 150–300 бар. У BOC есть Hydrogen Genie , который представляет собой легкий цилиндр объемом 20 л, вмещающий 7 кВтч энергии и около 450 г водорода.

С увеличением вероятности появления большего количества водородных автомобилей существует потребность в методах хранения водорода, которые были бы легкими и безопасными. Сжатый водород может храниться на борту в резервуарах, основанных на углеродно-композитной технологии типа IV, полностью композитной конструкции с полимером, вкладышем (обычно полиэтилен высокой плотности (HDPE)) с углеродным волокном или гибридным композитом углерод / стекловолокно.Композиционные материалы несут все структурные нагрузки. Используемое давление обычно составляет 350 бар или 700 бар. Емкость варьируется от производителя, но обычно 5 кг. Конструкция и проектирование этих резервуаров значительно улучшились за последние 10 лет, как показано в Таблице 1. 1

Таблица 1: Улучшение автомобильных систем хранения водорода

Водород также хранится в криогенных условиях в изолированных резервуарах (обычно охлаждаемых до -253 ° C и при давлении от 6 до 350 бар) или с использованием современных материалов (т. е. внутри конструкции или на поверхности определенных материалов).

Следующая ступень, так сказать, — водородные грузовики. В США на большие расстояния водород транспортируется в жидком виде в изолированных криогенных автоцистернах. На большие расстояния транспортировка жидкого водорода автомобильным транспортом более экономична, чем транспортировка газообразного водорода, потому что автоцистерна с жидкостью может вмещать гораздо большую массу водорода, чем прицеп с газообразными трубами. Проблемы с транспортировкой жидкого водорода включают возможность выкипания во время доставки.

Как правило, водород в Великобритании перевозится в трубчатых трейлерах.Типичный трейлер ( см. Рис. 1 ) должен быть заполнен до 228 бар и перевозить около 300 кг водорода. В настоящее время на рынке доступны прицепы большой грузоподъемности на 300 бар, которые могут перевозить 600 кг при 228 бар и 900 кг при 300 бар. Также в разработке находятся прицепы на 500 бар. 2

Рисунок 1: Трубчатый полуприцеп с жидким водородом

В США жидкий водород также перемещается наливом по железной дороге в резервуарах с двойными стенками (например, вакуумная колба), многослойной изоляцией и отражателями солнечного света.

Грузовик с жидким водородом показан на рисунке 2.

AirProducts and Chemicals

Рисунок 2: грузовик с жидким водородом

цистерны Lh3 вмещают 7 711 кг. Давление внутри резервуара обычно составляет 1,7 бар абс. Или ниже, а температура обычно ниже -252,87 ° C. Скорость кипячения составляет около 0,3–0,6% в день. 3

Водород транспортируется по трубопроводам с 1938 года.Между Рейнской и Рурской областями Германии по трубопроводу диаметром 250–300 мм и длиной 240 км, построенному из трубной стали стандартной марки, идет водород под давлением 20–210 бар. 4 С тех пор водородные трубопроводы можно найти во многих разных странах ( см. Таблицу 2 ), и строятся новые.

Таблица 2: протяженность водородных трубопроводов в мире

О потенциальных металлургических последствиях транспортировки водорода по трубопроводам из углеродистой стали, особенно о водородном охрупчивании, известно больше, чем в 1938 году. Водородное охрупчивание вызывается взаимодействием атомов водорода с кристаллическими решетками в стали. Присутствие водорода усиливает образование трещин коррозии под напряжением. Стали с объемно-центрированной атомной структурой кубической решетки (ферритные стали) при определенных условиях восприимчивы (высокие растягивающие напряжения в материале). Металлы с атомной структурой гранецентрированной кубической решетки (например, аустенитные стали, Al, Ni) менее восприимчивы. Таким образом, вероятность водородного охрупчивания может быть снижена за счет комбинации:

  • нижнее парциальное давление водорода;
  • более низкие температуры;
  • выбор материала трубопровода; и
  • консервативный дизайн (пониженное напряжение кольца).

В принципе, транспортировка водорода наливом мало отличается от транспортировки природного газа, и применяются текущие проектные нормы (например, BS PD 8010-1). Как правило, 5 рекомендуется указывать только классы API 5 5L с более низкой прочностью (X52 или ниже), которые сохраняют низкие кольцевые напряжения и позволяют использовать «стандартные» размеры трубопроводов, материалы и процедуры сварки, разработанные для природного газа. использовал.

IGEM разрабатывает рекомендации по более локальному распределению водорода по трубам.Для трубопроводов низкого давления используются те же самые низкие марки стали, что и для трубопроводов высокого и среднего давления, но при давлении 7 бар и ниже неметаллические трубопроводы становятся более рентабельными, особенно на больших расстояниях. В Великобритании для водоснабжения и газоснабжения низкого давления используются два полиэтиленовых материала, известных как PE80 и PE100.

PE80 уже много лет широко используется в газовой, водной и промышленной сферах. Ранее этот материал был известен как MDPE (полиэтилен средней плотности) и HDPE (полиэтилен высокой плотности).

PE100 — это полиэтилен с более высокими эксплуатационными характеристиками, чем PE80, и демонстрирует повышенную стойкость к быстрому распространению трещин, а также к длительному растрескиванию под напряжением. PE100 также имеет преимущества перед PE80 при низких температурах, поскольку он чрезвычайно устойчив к растрескиванию до -20 ° C. Более высокая прочность PE100 позволяет иметь более тонкие стенки трубы, чем PE80, при том же рабочем давлении: он использует меньше полимерного материала и обеспечивает большее отверстие и повышенную пропускную способность для данного номинального размера трубы.Это может привести к значительной экономии затрат при определенных размерах и номинальном давлении.

PE80 и PE100 не рекомендуются во всем мире для работы под постоянным давлением при температурах выше 40 ° C для любых газов. В Великобритании компоненты трубопроводов из полиэтилена рассчитаны на давление до 7 бар (в других странах — 10 бар) при температуре до 20 ° C при транспортировке природного газа. В настоящее время не существует эквивалентного рейтинга для транспортировки смесей природного газа и водорода или для 100% водорода.

Исследовательская работа была проведена, однако, 6 , чтобы сравнить проницаемость PE80 для природного газа с проницаемостью для водорода при 5 и 20 бар с диапазоном составов и температур. На проницаемость не влияло приложенное давление, и, по-видимому, не было эффекта смеси, другими словами, для данной температуры каждый газ (водород или метан) сохраняет свой собственный коэффициент проницаемости независимо от состава исходной смеси. Это явление соответствовало закону Аррениуса, поэтому можно было делать прогнозы для давлений, выходящих за рамки тех, которые применяются в лаборатории. В другой работе 7 указано, что диффузия водорода через трубопроводы из полиэтилена в пять раз выше, чем диффузия природного газа, но по-прежнему незначительна, с ежегодными потерями 0.0005-0,001% от общего перевезенного объема.

Насколько чисто?

Чаще всего производятся две степени чистоты: «высокая чистота» (99,98% h3) и «сверхвысокая чистота» (99,999% H 2 , так называемая «чистота 5 9»). Редко можно встретить перевозимый водород более низкой чистоты, потому что на него не было большого рыночного спроса, поскольку приложения требовали высокой чистоты. К ним относятся топливные элементы (особенно протонообменная мембрана (PEM) и щелочные топливные элементы, а также использование в качестве хладагента в больших генераторах переменного тока).Однако некоторые типы топливных элементов (например, расплавленный карбонат) могут использовать природный газ и биогаз, поэтому также можно использовать водород более низкой чистоты. В других областях применения водород используется в качестве восстановителя (например, в стекольном производстве для минимизации окислительного потенциала), который, опять же, не обязательно должен иметь высокую чистоту.

Подача водорода высокой и очень высокой чистоты в баллонах была обычным делом на протяжении десятилетий, и, вероятно, останется рынком еще какое-то время в будущем.

Текущие предложения по замене части или всего природного газа водородом открывают новые возможности для водорода, и если «слегка загрязненный» водород может быть доставлен, например, потребителям тепла или бытовым потребителям по более низким ценам, чем сорта с высокой чистотой, не влияя на качество продукта, это повысит шансы на более широкое распространение.

Роб Крэндалл / Shutterstock.com

Водородные заправочные станции: можно использовать «слегка загрязненный» водород

Возможность распределения «слегка загрязненного» водорода также открывает возможность более широкого разнообразия технологий производства водорода, некоторые из которых могут привести к присутствию небольших количеств CH 4 , CO или N 2 . Это позволило бы избежать дорогостоящего и ненужного удаления этих частиц при низких парциальных давлениях из основной массы газа и могло бы приблизить переход к экономике, основанной на водороде.

Но как насчет топливных элементов, требующих более высокой степени чистоты? Возьмем, к примеру, автомобили на топливных элементах, не будет ли это препятствовать заправке водородом? Не обязательно, это означает, что заправочные станции могут получать свой «слегка загрязненный» водород из более широкой трубопроводной инфраструктуры и обрабатывать его локально, используя абсорбцию при колебаниях давления (PSA) или технологии молекулярных сит в сочетании с компрессорами высокого давления, которые потребуются в любом случае.

Весьма вероятно, что чистый водород, введенный в трубы, ранее использовавшиеся для природного газа (перепрофилирование), на требуемых уровнях в диапазоне ppmv (частей на миллион по объему) будет собирать достаточно примесей, чтобы потребовать предварительной обработки перед использованием. в любом случае в топливном элементе.Следовательно, трубопроводная транспортировка водорода в больших объемах становится реальной возможностью даже с использованием существующей инфраструктуры. Тем более, если водород присутствует вместе с природным газом в небольших количествах (например, 20 об.%).

Какое давление?

Водород — сжимаемый газ, но из-за малой молекулярной массы центробежные конструкции не идеальны, поскольку для достижения той же степени сжатия им необходимо работать на предельных скоростях в три раза быстрее, чем у компрессоров природного газа.Из-за небольшого размера молекулы водорода осевые компрессоры также не очень эффективны, так как происходит значительная межступенчатая утечка.

Следовательно, компрессоры прямого вытеснения (поршневые) часто являются предпочтительными, особенно там, где требуется более высокое давление. Компрессоры прямого вытеснения могут быть поршневыми или роторными. Роторные компрессоры сжимаются за счет вращения шестерен, кулачков, винтов, лопастей или роликов. Сжатие водорода является сложной задачей для роторных компрессоров из-за жестких допусков, необходимых для предотвращения утечки / утечки водорода обратно через механизм.

В поршневых компрессорах

для перемещения поршня или диафрагмы вперед и назад используется двигатель, иногда с линейным приводом. Это движение сжимает водород, уменьшая занимаемый им объем. Эти компрессоры могут быть большими и тяжелыми. На рисунке 3 показан компрессор с ходом 145 мм и 720 об / мин, который забирает водород под давлением 30 бар и подает его под давлением 50 бар. Мощность двигателя 3,36 МВт.

Сегодня доступны ионные компрессоры

с мощностью и давлением, требуемым на заправочных станциях водородом (> 700 бар).

Air Products and Chemicals

Рисунок 3: Водородный компрессор Ariel модель JGU / 6

Ионные компрессоры похожи на поршневые компрессоры, но вместо поршня используют ионные жидкости. Для этих компрессоров не требуются подшипники и уплотнения — два распространенных источника отказа поршневых компрессоров.

Как показывает практика, сжатие водорода потребует около 2,1% энергии самого газа, чтобы привести компрессор в действие.Более высокое сжатие без рекуперации энергии будет означать, что на этапе сжатия будет потеряно еще больше энергии.

Ответ, где это возможно, заключается в сжатии исходных химикатов на входе (вода в электролизерах, природный газ в установках автотермического риформинга и т. Д.).

Сводка

Водород высокой чистоты перевозят давно. Разработка приложений, таких как автомобили на топливных элементах, послужила стимулом для инноваций, направленных на преодоление предполагаемых препятствий. Переход к водородной экономике потребует перевозки насыпных грузов: это сопряжено с определенными трудностями, но ни одна из них не кажется непреодолимой и может в значительной степени опираться на обычаи и практику газовой промышленности.


Это шестая статья в серии, посвященной проблемам и возможностям водородной экономики, разработанной в сотрудничестве с группой IChemE Clean Energy Special Interest Group. Для получения дополнительных записей посетите концентратор серии.


Список литературы

1. Материалы для хранения водорода , Кафедра машиностроения, Университет Юань Цзе; и Целевые показатели для бортовых систем хранения водорода , Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США.
2. Подразделение BOC-газов, чистого топлива.
3. NREL / TP-570-25106, Затраты на хранение и транспортировку водорода , Уэйд А. Амос (Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии), ноябрь 1998 г.
4. https://bit.ly/2HDX1JA
5. Европейская промышленная Газовая ассоциация док. 121/14, Водородные трубопроводные системы, 2014.
6. «Прочность и транспортные свойства полиэтиленовых труб для распределения смесей водорода и природного газа», MP Foulc и др., Представленные на World Hydrogen Energy Conference , Lyon, France, June 2006.
7. WP EN2006-008 «Использование инфраструктуры трубопроводов природного газа для транспортировки водорода в меняющейся рыночной структуре» Д. Хэзелдонкс, В. Д’хэселер, Католикский университет Лёвена, Бельгия, июнь 2008 г.

Слишком холодно, чтобы обращаться с ним? Идет гонка за первопроходцами в области доставки водорода

  • Опытные образцы судов, разработанные в Азии и Европе
  • Ключевая проблема: поддержание температуры жидкого водорода при -253 ° C
  • Более экологичное топливо может ускорить сокращение выбросов углерода
  • Подобно проблемам с транспортировкой СПГ несколько десятилетий назад
  • Но дорого, без гарантии широкого использования водорода

ЛОНДОН, 12 мая (Рейтер) — Водород рекламируется как неизбежное экологически чистое топливо будущего. Скажите это людям, которым придется отправлять его по всему миру при сверхнизких температурах, близких к температурам в космосе.

Но именно это и пытаются делать дизайнеры.

В условиях крупнейшей технологической проблемы торгового судоходства за последние десятилетия компании начинают разрабатывать новое поколение судов, которые могут доставлять водород в тяжелую промышленность, делая ставку на то, что заводы по всему миру перейдут на топливо и будут способствовать переходу к экономике с низким уровнем выбросов углерода.

Есть как минимум три проекта по разработке пилотных судов, которые будут готовы к испытаниям для перевозки топлива в Европе и Азии в течение следующих трех лет, сообщили Reuters в соответствующих компаниях.

Основная задача состоит в том, чтобы поддерживать водород охлажденным до минус 253 градусов Цельсия — всего на 20 градусов выше абсолютного нуля, самой низкой из возможных температур — чтобы он оставался в жидкой форме, избегая при этом риска того, что части сосуда могут треснуть.

Это почти на 100 градусов по Цельсию ниже температуры, необходимой для транспортировки сжиженного природного газа (СПГ), что потребовало собственной революции в судоходстве около 60 лет назад.

Японская компания Kawasaki Heavy Industries (7012.T) уже построила первое в мире судно для транспортировки водорода — Suiso Frontier.Агентство Reuters сообщило, что прототип судна проходит ходовые испытания, и в ближайшие месяцы ожидается демонстрационный первый рейс протяженностью около 9000 км из Австралии в Японию.

«К середине 2020-х годов идет следующая фаза проекта по созданию коммерческого водородного транспорта, цель которого — начать коммерческое использование в 2030 году», — сказал Мотохико Нисимура, заместитель исполнительного директора Kawasaki.

Резервуар объемом 1250 кубических метров для хранения водорода имеет двойную оболочку и вакуумную изоляцию для поддержания температуры.

Прототип Kawasaki, относительно скромная длина 116 метров и валовая масса 8000 тонн, в первый рейс будет работать на дизельном топливе, но компания стремится использовать водород для питания будущих более крупных коммерческих судов, сказал Нисимура.

СУПЕРПРОЧНАЯ СТАЛЬ

В Южной Корее, одном из крупнейших мировых центров судостроения, в разработке находится еще один проект.

Korea Shipbuilding & Offshore Engineering (009540.KS) — первая компания в стране, работающая над строительством коммерческого авианосца для перевозки сжиженного водорода, сообщил представитель компании.

Компания сообщила, что для решения проблемы гиперхолодов она работает со сталелитейным производителем над разработкой высокопрочной стали и новой технологии сварки, а также улучшенной изоляции, которая удерживает водород и снижает риск растрескивания труб или резервуаров.

На другом конце света, в Норвегии, также предпринимаются усилия по созданию цепочки поставок водорода на западном побережье страны, при этом одна группа желает пилотировать испытательное судно, которое могло бы транспортировать водород на запланированные заправочные станции, которые сможет обслуживать корабли, а также грузовики и автобусы.

Норвежская судоходная компания Wilhelmsen Group вместе с партнерами работает над последним проектом, чтобы построить судно с функцией закатки и раскатывания, которое сможет транспортировать жидкий водород в контейнерах или трейлерах, которые находятся на борту, сказал Пер Бринчманн. , вице-президент компании, спецпроекты.

Ожидается, что судно будет сдано в эксплуатацию в первой половине 2024 года, добавил он.

«Мы полагаем, что когда это демонстрационное судно будет запущено в эксплуатацию, мы намерены создать бункеровочные узлы на западном побережье (Норвегии)», — сказал Бринчманн, имея в виду заправочные станции.

Другие компании изучают другой путь, чтобы избежать загадки холода и того, что может случиться, когда атомы водорода взаимодействуют с металлом.

Канадская Ballard Power Systems и австралийская Global Energy Ventures, например, работают вместе над созданием корабля для транспортировки сжатого водорода в газовой форме.

«Ближайший срок — 2025/26 год, — сказал Николя Покар, вице-президент по маркетингу и стратегическому партнерству Ballard.

Преимущество этого газового метода в том, что он не требует экстремальных температур.Но оборотной стороной является то, что с грузом можно транспортировать меньше водорода, чем жидкого водорода, поэтому некоторые из первых разработчиков выбирают последний.

Бринхманн из Вильгельмсена сказал, что 40-футовый контейнер может перевозить около 800-1000 кг сжатого водородного газа, но до 3000 кг жидкого водорода.

КОМПЛЕКСНАЯ И ДОРОЖНАЯ

Такие усилия отнюдь не безопасны.

Дорого, для начала; Ни одна из компаний не стала комментировать стоимость своих судов, хотя три отраслевых специалиста заявили Рейтер, что такие суда будут стоить больше, чем суда, перевозящие СПГ, стоимость каждого из которых может достигать 50–240 миллионов долларов в зависимости от размера.

«Стоимость судна, перевозящего водород, будет в основном зависеть от стоимости системы хранения. Хранение жидкого водорода может быть очень дорогостоящим из-за его сложности», — добавил отдельно Карло Рауччи, консультант по декарбонизации судов с судовым сертификатором LR.

Пилотные проекты, которые все еще находятся на экспериментальной стадии, должны решить эти технические проблемы, а также полагаться на использование водорода в качестве широко используемого топлива в ближайшие годы.

В этом нет уверенности, хотя государственная поддержка, оказываемая этому более экологически чистому топливу, предполагает, что у него действительно есть будущее в мировом энергетическом балансе.

Более 30 стран, в том числе несколько европейских, таких как Франция и Германия, а также Южная Корея и Австралия, опубликовали планы внедрения водорода. подробнее

Согласно недавнему отчету ассоциации Hydrogen Council и консультантов McKinsey, общий объем запланированных инвестиций может составить более 300 миллиардов долларов до 2030 года, если будут реализованы сотни проектов, использующих это топливо.

Роль судоходства будет важна для раскрытия потенциала преобразования таких отраслей, как сталь и цемент, на водород.

По оценкам, одни только эти два сектора тяжелой промышленности производят более 10% глобальных выбросов CO2, и преодоление их потребности в ископаемом топливе является одной из ключевых задач глобального перехода к экономике с низким уровнем выбросов углерода.

БЫСТРЕЕ, ЧЕМ СПГ?

Тиаго Браз, вице-президент по энергетике норвежского разработчика морских технологий Hoglund, сказал, что компания работала со специалистами по стали и проектировщиками резервуаров над проектированием судовой грузовой системы, которая может использоваться для транспортировки жидкого водорода.

«Мы находимся на ранней стадии разработки водородных перевозчиков. Но в отличие от того момента, когда СПГ был впервые запущен, отрасль более гибкая к изменениям», — сказал Браз.

«Это должен быть более быстрый переход», — добавил он.

Специалисты говорят, что разработка СПГ заняла десятилетия, прежде чем он был полностью развернут, отчасти из-за необходимой инфраструктуры и судов, а также из-за небольшого количества компаний, готовых вкладывать средства на начальном этапе.

Компании, работающие на более широких рынках судоходства, также рассматривают возможность диверсификации в области транспортировки водорода в будущем.

Пол Воган, исполнительный директор компании GasLog Partners (GLOP.N), которая является крупным игроком в сфере перевозок СПГ, сказал, что он «непредубежден» в отношении перехода на водород, в то время как владелец нефтяного танкера Euronav (EUAV.BR) сказал, что это так. изучение будущего транспорта энергии.

«Если завтра эта энергия — водород, мы, безусловно, хотели бы сыграть роль в развивающейся отрасли», — сказал генеральный директор Euronav Хьюго Де Ступ.

Другие, такие как ведущая судоходная компания Maersk Tankers, заявили, что будут открыты для управления активами по транспортировке водорода.

Йохан Петтер Туттурен, коммерческий директор по перевозчикам-газовозам с судовым сертификатом DNV Maritime, сказал, что его компания участвовала в концептуальных исследованиях для транспортировки водорода наливом по морю.

«Пройдет несколько лет, прежде чем эти проекты будут реализованы, но если водород станет частью будущего топливного баланса, то мы должны начать изучение всех возможностей прямо сейчас».

Дополнительные репортажи Юки Обаяши в Токио, Хикён Янга и Джойс Ли в Сеуле; Под редакцией Вероники Браун и Правина Чар.

Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.

Транспорт водорода: перемещение молекул — основная задача для роста рынка h3

Чистый водород (h3) все чаще рассматривается как средство декарбонизации в широком спектре отраслей. Но для того, чтобы стать мейнстримом, топливо потребуются надежные способы его транспортировки.

В то время как текущий спрос на h3 ограничивается в основном нефтепереработкой и химическим производством — в основном аммиаком и метанолом — растет согласие с тем, что h3 может служить ключевым подходом к декарбонизации во множестве коммерческих, электроэнергетических, транспортных и промышленных приложений.

Надежная, устойчивая и экономичная транспортировка h3 туда, где она необходима, является предпосылкой конкурентоспособности и использования h3, поскольку централизованное производство, вероятно, будет доминировать в поставках в ближайшей и среднесрочной перспективе.

S&P Global Platts Analytics » В недавнем отчете «Накачка протонов: ландшафт транспортировки водорода» исследуются как зрелые, так и современные пути транспортировки h3, оценивается осуществимость и влияние на цену.

Погрузитесь глубже: запросите копию книги «Накачка протонов: ландшафт транспортировки водорода»

Трубопроводы водорода

По состоянию на 2016 год во всем мире было проложено более 2800 миль выделенных трубопроводов h3, из них 1600 миль в США. Это контрастирует с более чем 130 000 миль наземных нефтепроводов и 300 000 миль наземных газопроводов только в США.

Из-за высоких капитальных затрат и длительного срока службы трубопроводы h3 обычно резервируются для больших объемных потоков со стабильным и долгосрочным спросом на 15-30 лет.Этот вариант использования наиболее типичен для химической и нефтеперерабатывающей промышленности, секторов, которые владеют и эксплуатируют большую часть установленной мощности трубопроводов. При малых объемах расхода трубопроводы обычно не рентабельны.

Трубопроводы природного газа

Добавление h3 в существующие сети трубопроводов природного газа позволило бы транспортировать трубопровод h3 без новых выделенных трубопроводов. Смешанный h3 может быть удален на предприятиях по понижению давления на городских воротах или оставлен в качестве составной части природного газа.

Хотя оставление смеси h3 в потоке природного газа может снизить затраты, это также может вызвать проблемы для инфраструктуры конечного использования, такой как горелки для природного газа и турбины. Чтобы решить эту проблему, некоторые юрисдикции определили лимиты на смешение h3 в системе трубопроводов природного газа.

Platts Analytics оценивает, что глобальное добавление 5% нулевого углерода h3 в газовую сеть может снизить до 340 тонн CO 2 в год, что равно общим годовым выбросам парниковых газов в такой стране, как Испания.

Газотрубные грузовые автомобили

Газообразный водород (Gh3) могут транспортироваться грузовиками большой грузоподъемности в небольших количествах в контейнерах со сжатым газом, известных как трубчатые грузовики. В грузовиках с трубами Gh3 используется несколько баллонов со сжатым газом или труб, собранных вместе на больших прицепах.

Автоцистерны обычно используются для перевозки h3 на участки с низким и непостоянным спросом, такие как заправочные станции h3 для легковых автомобилей. Компрессорные нагрузки являются основной статьей расходов при транспортировке Gh3.

Автоцистерны с жидким водородом

Сжижение — это энергоемкий, многоступенчатый процесс, стоимость которого усугубляется тем, что h3 имеет самую низкую точку кипения любого элемента, требующую температур ниже -253 o C для перехода в жидкую фазу, по сравнению с примерно -160 o C для СПГ.

Сжиженный водород (Lh3) хранится в больших изолированных контейнерах на терминалах перед погрузкой на изотермические грузовики. В жидком состоянии один грузовик может перевозить до 3500 кг Lh3, что в три раза больше, чем у грузовика с трубами Gh3.

Это требует значительных инвестиций в терминал сжижения, резервуары для хранения с высокой степенью теплоизоляции и прицепы для грузовиков, а также терминалы регазификации в пункте назначения. В то же время это экономит деньги на хранении под высоким давлением и эксплуатационных транспортных расходах.

Из-за больших капитальных вложений, необходимых для создания завода по сжижению, доставка Lh3 обычно сохраняется для объемов от среднего до высокого спроса, достаточно согласованных, чтобы подтвердить инвестиции, но ниже объемов, которые оправдывают трубопровод.Многие цепочки поставок, снабжающие заправочные станции h3 в Калифорнии, используют сжижение для увеличения объемов.

Международные перевозки

Морская торговля водородом дает странам возможность диверсифицировать свой импорт энергии за счет низкоуглеродного топлива, особенно для регионов с ограниченными внутренними природными ресурсами.

Подобно СПГ, h3 можно сжижать на портовых терминалах перед погрузкой на теплоизолированные танкеры. Исходя из предположений об объемах нынешних танкеров СПГ и плотности Lh3, специализированные суда Lh3, вероятно, будут иметь грузоподъемность от 12 750 до 18 400 тонн h3 / судно.

Выкипание продукта является ключевой проблемой даже при использовании бункеров с активными мерами охлаждения. В одиннадцатидневном путешествии (типично для бункерного рейса из Австралии в Японию) корабль Lh3 может потерять 2% груза, хотя часть может использоваться для движения корабля (аналогично бункерам СПГ).

h3 не нужно производить на международном уровне, чтобы получать из международных источников энергии. Чтобы избежать головной боли, связанной с транспортировкой h3 в специальных морских бункерах, участники рынка могут использовать динамичную и недорогую международную торговую сеть для импорта СПГ в качестве сырья для производства h3 внутри страны.Хотя этот путь, вероятно, намного дешевле, он требует внутреннего доступа как к внутренним установкам регазификации СПГ, так и к установкам по производству водорода с улавливанием углерода и геологическому хранилищу улавливаемого СО2.

Транспорт водорода будущего

Пути транспортировки h3 нового поколения все чаще стремятся упростить транспортировку за счет химического включения h3 в более крупные молекулы, которые существуют в виде жидкостей при температуре и давлении окружающей среды или близких к ним.

LHC намного плотнее, чем Gh3, что позволяет иметь большую массу h3 на единицу объема без проблем сжижения и изоляции, как у Lh3.LHC также изменяют химические свойства h3, снимая некоторые проблемы с транспортировкой, хотя часто в обмен на опасения по поводу токсичности.

Несколько LHC находятся на рассмотрении, включая аммиак и метанол. Превращение h3 в аммиак требует 7-18% энергии водорода. Хотя использование LHC имеет множество теоретических преимуществ, эта практика еще не получила широкого распространения в основном из-за затрат на конверсию.

До сих пор трубопроводы h3 и перевозки сжиженных газов зарекомендовали себя как недорогие и надежные способы удовлетворения текущего спроса на h3.Стремление диверсифицировать производство и спрос на новые низкоуглеродные пути потребует переосмысления сетей поставок h3, на которые мы полагаемся сегодня.

Как сделать возможным использование водорода для транспортировки?

НАСТОЯЩИЙ ВЕБ-САЙТ (И СОДЕРЖАЩАЯСЯ ЗДЕСЬ ИНФОРМАЦИЯ) НЕ СОДЕРЖИТ И НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ПРЕДЛОЖЕНИЕМ НА ПРОДАЖУ ЦЕННЫХ БУМАГ, ИЛИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ НА ПОКУПКУ ЦЕННЫХ БУМАГ ИЛИ НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ВЫПУСКА, ПУБЛИКАЦИИ ИЛИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ, НЕПОСРЕДСТВЕННО ИЛИ КОСВЕННО (ВКЛЮЧАЯ ЕГО ТЕРРИТОРИИ И ВЛАДЕНИЯ, ЛЮБОЙ ШТАТ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ И ОКРУГ КОЛУМБИИ)S. PERSON, КАК ЭТО СРОК ОПРЕДЕЛЕН В ЗАКОНЕ О ЦЕННЫХ БУМАГАХ (A « US PERSON «), АВСТРАЛИЯ, КАНАДА, ЯПОНИЯ ИЛИ ЮЖНАЯ АФРИКА ИЛИ В ЛЮБОМ ДРУГИМ ЮРИСДИКЦИИ, ГДЕ ТАКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ИЛИ ЗАЯВЛЕНИЕ ТРЕБУЕТ ДРУГОГО РАЗРЕШЕНИЯ НЕЗАКОННЫЙ (« ДРУГИЕ СТРАНЫ, »). Ценные бумаги, упомянутые здесь, НЕ БЫЛИ И НЕ БУДУТ ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ В соответствии с Законом США о ценных бумагах от 1933 года с внесенными в него поправками («Закон о ценных бумагах») ИЛИ В СООТВЕТСТВИИ С СООТВЕТСТВУЮЩИМ ПОЛОЖЕНИЯМ, ДЕЙСТВУЮЩИМ В АВСТРАЛИИ, КАНАДЕ, АФРИКЕ, ЯПОНИИ «ДРУГИЕ СТРАНЫ» И НЕ МОГУТ ПРЕДЛОЖИТЬСЯ ИЛИ ПРОДАВАТЬ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ ИЛИ В США.S. PERSON, ЕСЛИ ЦЕННЫЕ БУМАГИ НЕ ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ В соответствии с Законом о ценных бумагах, ИЛИ ДОСТУПНО ОСВОБОЖДЕНИЕ ОТ РЕГИСТРАЦИОННЫХ ТРЕБОВАНИЙ Закона о ценных бумагах. ПУБЛИЧНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ТАКИХ ЦЕННЫХ БУМАГ НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНО ДЛЯ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ, АВСТРАЛИИ, КАНАДЫ, ЯПОНИИ ИЛИ В «ДРУГИХ СТРАНАХ».

В любом государстве-члене Европейской экономической зоны («ЕЭЗ») информация, содержащаяся на этом веб-сайте, предназначена только для лиц, которые являются «квалифицированными инвесторами» («Квалифицированные инвесторы») в смысле Статья 2 (е) Регламента (ЕС) 2017/1129 («Положение о проспекте эмиссии»).

Информация, к которой этот веб-сайт предоставляет доступ, предназначена только для лиц (i), которые являются лицами, подпадающими под действие Статьи 49 (2) (a) — (d) («компании с высокой чистой стоимостью, некорпоративные ассоциации и т. Д.») Закон о финансовых услугах и рынках 2000 года (Финансовое содействие) Приказ 2005 («Приказ») или (ii) кто имеет профессиональный опыт в вопросах, связанных с инвестициями, подпадающими под действие статьи 19 (5) Приказа, или (iii) кому он может иным образом на законных основаниях (все такие лица вместе именуются «соответствующими лицами»).Любая инвестиционная или инвестиционная деятельность, к которой относится это сообщение, доступна только соответствующим лицам и будет осуществляться только с соответствующими лицами или в ЕЭЗ с Квалифицированными инвесторами. Любое лицо, которое не является соответствующим лицом, Квалифицированным инвестором или иным образом разрешено действующим законодательством или нормативным актом для доступа к информации, не должно действовать или полагаться на информацию, содержащуюся в настоящем документе.

Подтверждение понимания и принятия отказа от ответственности

Эти материалы предназначены только для информационных целей и не предназначены и не предназначены для доступа лиц, находящихся или проживающих в США, Австралии, Канаде, Японии, Южной Африке или других странах.Подтверждаю:

  1. Я не проживаю и не проживаю в США, Австралии, Канаде, Японии, Южной Африке или любой из других стран, или я не являюсь гражданином США; или
  2. Если я являюсь резидентом или проживаю в ЕЭЗ, я являюсь Квалифицированным инвестором в смысле статьи 2 (е) Положения о проспекте эмиссии; или
  3. Если я являюсь резидентом или проживаю в Соединенном Королевстве, я являюсь Квалифицированным инвестором и соответствующим лицом.

Я прочитал и понял отказ от ответственности, изложенный выше. Я понимаю, что это может повлиять на мои права. Я согласен соблюдать его условия, и в соответствии с действующим законодательством и нормативными актами мне разрешено переходить к следующим частям этого веб-сайта.

ВНИМАНИЕ: вышеприведенная сертификация является «самосертификацией» в соответствии с Указом Президента Итальянской Республики № 445 от 28 декабря 2000 года. Ложные сертификаты преследуются по закону.

я согласен Скачать PDF

Shell открывает крупнейший в Европе электролизер PEM

Конечная цель Shell — производить зеленый водород путем электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца. Но быстрый переход к энергетике означает, что и зеленый, и синий водород могут сыграть свою роль в грядущем десятилетии.Голубой водород производится из природного газа, а затем декарбонизируется за счет улавливания и хранения углерода.

Чтобы не отставать от растущего спроса на водород и возобновляемые источники энергии, голубой водород может обеспечить временное решение, помогающее построить водородную экосистему, при этом снижая выбросы.

См. Текущие проекты Shell ниже:

Скачать карту с проектами электролизеров Shell

Германия: Электролизер REFHYNE

В июле 2021 года Shell открыла электролизер REFHYNE на нашем химическом и энергетическом заводе в Рейнланде, Германия.Благодаря жизненно важному финансированию совместного предприятия ЕС по топливным элементам и водороду, этот электролизер с протонообменной мембраной (PEM) мощностью 10 МВт является крупнейшим в своем роде в Европе. Электролизер был построен ITM Power и будет эксплуатироваться Shell, производя 1300 тонн зеленого водорода в год из возобновляемых источников энергии. Уже есть планы по увеличению мощности электролизера до 100 МВт.

Нидерланды: Север3

Shell вместе со своими партнерами по консорциуму, Gasunie и Groningen Seaports, стремится к 2040 году построить в Нидерландах крупнейший в Европе проект по производству экологически чистого водорода.Если будет получено разрешение, North3 сможет производить более 800 000 тонн зеленого водорода с помощью электроэнергии, вырабатываемой морской ветряной электростанцией мощностью 10 ГВт в Северном море. В декабре 2020 года к консорциуму присоединились RWE и Equinor.

Нидерланды: Rotterdam Green Hydrogen Hub

Shell работает вместе с партнерами над созданием экологически чистого водородного хаба в порту Роттердама. В июле 2020 года Shell и Eneco выиграли тендер на морской ветроэнергетический проект Hollandse Kust Noord мощностью 759 МВт в Северном море, который будет введен в эксплуатацию в 2023 году.Shell планирует построить в порту Роттердама электролизер мощностью 200 МВт, который должен начать работу к 2023 году и производить около 50 000–60 000 кг водорода в день. Производимый зеленый водород первоначально будет использоваться на нефтеперерабатывающем заводе Shell в Пернисе для частичной декарбонизации производства ископаемого топлива. Окончательное инвестиционное решение по электролизеру еще не принято.

Нидерланды: Эммен

Солнечная электростанция мощностью 12 МВт строится как часть энергетического хаба GZI Next.Помимо производства солнечной энергии, этот энергетический центр будет также производить водород.

Китай: город Чжанцзякоу

В ноябре 2020 года Shell представила свой первый коммерческий водородный проект в Китае. Эта инфраструктура включала водородный электролизер мощностью 20 МВт, который будет производить зеленый водород из обильных ветряных и солнечных ресурсов в провинции Хэбэй. Совместное предприятие с городом Чжанцзякоу будет использоваться для поддержки развития водородной энергетики и чистой энергии в регионе, а также для снабжения водородных заправочных станций в Чжанцзякоу, который является одним из совладельцев зимних Олимпийских игр 2022 года в Пекине.

Посмотреть все проекты на карте мира можно здесь.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.