Opslag en transport van vloeibare waterstof vormen de basis voor een veilige, efficiënte, grootschalige en kostenefficiënte toepassing van vloeibare waterstof, en zijn tevens de sleutel tot het oplossen van de uitdagingen op het gebied van waterstoftechnologie.
De opslag en het transport van vloeibare waterstof kunnen worden onderverdeeld in twee typen: opslag in containers en transport via pijpleidingen. Voor de opslag in containers worden doorgaans bolvormige en cilindrische tanks gebruikt. Voor het transport worden vloeibare waterstoftrailers, tankwagons voor vloeibaar waterstof en tankschepen ingezet.
Naast de impact, trillingen en andere factoren die een rol spelen bij het conventionele transport van vloeibare waterstof, vereist de opslag en het transport van containers, vanwege het lage kookpunt van vloeibare waterstof (20,3 K), de geringe latente verdampingswarmte en de gemakkelijke verdamping, strikte technische maatregelen om warmteverlies te minimaliseren of om niet-destructieve opslag en transport toe te passen. Dit om de mate van verdamping van vloeibare waterstof tot een minimum of nul te beperken, anders kan er een drukverhoging in de tank ontstaan, wat kan leiden tot overdruk of een explosie. Zoals in de onderstaande afbeelding te zien is, wordt bij de opslag en het transport van vloeibare waterstof voornamelijk gebruikgemaakt van passieve adiabatische technologie om warmtegeleiding te verminderen, aangevuld met actieve koeltechnologie om warmteverlies te beperken of extra koelcapaciteit te genereren.
Op basis van de fysische en chemische eigenschappen van vloeibare waterstof zelf, biedt de opslag- en transportmethode ervan veel voordelen ten opzichte van de in China veelgebruikte hogedruk-opslagmethode voor gasvormige waterstof. Het relatief complexe productieproces brengt echter ook enkele nadelen met zich mee.
Grote opslaggewichtverhouding, handige opslag en transport, geschikt voor voertuigen.
Vergeleken met de opslag van gasvormige waterstof, is het grootste voordeel van vloeibare waterstof de hoge dichtheid. De dichtheid van vloeibare waterstof is 70,8 kg/m³, wat respectievelijk 5, 3 en 1,8 keer zo hoog is als die van waterstof onder hoge druk van 20, 35 en 70 MPa. Daarom is vloeibare waterstof beter geschikt voor grootschalige opslag en transport van waterstof, wat een oplossing kan bieden voor de problemen rond de opslag en het transport van waterstofenergie.
Lage opslagdruk, eenvoudig te garanderen veiligheid
Opslag van vloeibare waterstof is gebaseerd op isolatie om de stabiliteit van de container te garanderen. De druk tijdens dagelijkse opslag en transport is laag (doorgaans lager dan 1 MPa), veel lager dan de druk bij opslag en transport van hogedrukgas en waterstof. Dit maakt het gemakkelijker om de veiligheid tijdens de dagelijkse werkzaamheden te waarborgen. In combinatie met de gunstige gewichtsverhouding van vloeibare waterstofopslag, biedt dit systeem voor de opslag en het transport van vloeibare waterstof (zoals waterstofproductiestations) een veiligere oplossing voor de grootschalige toepassing van waterstofenergie in stedelijke gebieden met een hoge bebouwingsdichtheid, bevolkingsdichtheid en hoge grondprijzen. Bovendien neemt het systeem een kleiner oppervlak in beslag, wat resulteert in lagere investerings- en operationele kosten.
Hoge zuiverheid van de verdamping, voldoet aan de eisen van de eindleverancier.
De wereldwijde jaarlijkse consumptie van hoogzuivere en ultrazuivere waterstof is enorm, met name in de elektronica-industrie (zoals halfgeleiders, elektro-vacuümmaterialen, siliciumwafers, glasvezelproductie, enz.) en de brandstofcelsector, waar de vraag naar hoogzuivere en ultrazuivere waterstof bijzonder groot is. Momenteel voldoet de kwaliteit van veel industriële waterstof niet aan de strenge eisen van sommige eindgebruikers op het gebied van zuiverheid, maar de zuiverheid van waterstof na verdamping van vloeibare waterstof voldoet wel aan die eisen.
Een liquefactie-installatie vereist hoge investeringen en heeft een relatief hoog energieverbruik.
Door de achterstand in de ontwikkeling van essentiële apparatuur en technologieën, zoals koelboxen voor waterstofliquefactie, was alle waterstofliquefactieapparatuur in de binnenlandse lucht- en ruimtevaartsector vóór september 2021 in handen van buitenlandse bedrijven. Grootschalige waterstofliquefactie-installaties zijn onderworpen aan relevante buitenlandse handelsregels (zoals de Export Administration Regulations van het Amerikaanse Ministerie van Handel), die de export van apparatuur beperken en technische uitwisseling verbieden. Dit maakt de initiële investering in apparatuur voor waterstofliquefactie-installaties groot. In combinatie met de geringe binnenlandse vraag naar vloeibare waterstof voor civiel gebruik, is de schaal van toepassing onvoldoende en groeit de capaciteit slechts langzaam. Als gevolg hiervan is het energieverbruik per eenheid productie van vloeibare waterstof hoger dan dat van hogedrukgaswaterstof.
Bij de opslag en het transport van vloeibare waterstof treedt verdampingsverlies op.
Momenteel wordt bij de opslag en het transport van vloeibare waterstof de verdamping van waterstof als gevolg van warmteverlies voornamelijk opgevangen door ontluchting, wat echter tot een zekere mate van verdampingsverlies leidt. In de toekomst zouden er aanvullende maatregelen moeten worden genomen om het gedeeltelijk verdampte waterstofgas terug te winnen en zo het probleem van verminderd rendement door directe ontluchting op te lossen.
HL Cryogene Apparatuur
HL Cryogenic Equipment, opgericht in 1992, is een merk dat gelieerd is aan HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment is toegewijd aan het ontwerpen en produceren van vacuümgeïsoleerde cryogene leidingsystemen en bijbehorende ondersteunende apparatuur om aan de uiteenlopende behoeften van klanten te voldoen. De vacuümgeïsoleerde leidingen en flexibele slangen worden vervaardigd in een vacuümomgeving met meerlaagse, speciale isolatiematerialen en ondergaan een reeks uiterst strenge technische behandelingen en vacuümbehandelingen. Ze worden gebruikt voor het transport van vloeibare zuurstof, vloeibare stikstof, vloeibaar argon, vloeibare waterstof, vloeibaar helium, vloeibaar ethyleengas (LEG) en vloeibaar aardgas (LNG).
Geplaatst op: 24 november 2022