Водородный моноблок
Новости

Водородный моноблок

Моноблок для водорода
водородные баллоны vs моноблок

Водород – как везем, куда идем…

В последнее время водород и водородосодержащие смеси набирают популярность. Кроме применения водорода в химической промышленности и газосварке, его также используют как перспективное эффективное топливо для транспорта и энергетики. За последние 5 лет рынок водорода ежегодно прирастает на 4,5-5%.  Но для начала широкомасштабного применения водорода необходимо решить проблемы, связанные с его транспортировкой и хранением.

Водород  с заводов (установок) необходимо транспортировать к месту использования в газообразном  виде по трубопроводам или с помощью моноблоков, а в жидком состоянии  – с помощью специальных цистерн, а также с помощью твердых или жидких носителей, которые содержат водород в связанном виде.

У каждого из этих вариантов есть свой рациональный диапазон применения. Рассмотрим каждый чуть подробнее.

У каждого из этих вариантов есть свой рациональный диапазон применения. Рассмотрим каждый чуть подробнее.
  1. Транспортировка водорода с помощью носителей при использовании существующей инфраструктуры. В настоящий момент для данных целей намечены 3 пути решения:
  • использование обогащенных водородом материалов, таких как аммиак или углеводы, с целью последующего выделения из них водорода и получения побочного продукта (в случае аммиака побочным продуктом будет выступать азот).
  • использование «перезаряжаемых» носителей, содержащих водород, которые транспортируют на топливную станцию, где из них выделяют водород, а затем возвращают для новой заправки.
  • использование новых материалов – наноструктур (пока реализованных решений в данном направлении нет).
  1. Доставка водорода в сжиженном виде очень интересна с точки зрения того, что транспортные расходы для жидкого водорода минимальны. Создание криогенных комплексов сжижения водорода, его длительного хранения и транспортировки по железным и шоссейным дорогам началось в 60-е годы прошлого века в связи с использованием жидкого водорода в качестве топлива для ракетно-космической отрасли. Но опыт эксплуатации таких систем показывает, что любой экономический эффект от доставки жидкого водорода к месту использования «съедается» стоимостью его получения и сжижения.
  1. Трубопроводные сети для водорода стали давно обыденными для Европы и Америки. Крупнейшие производители водорода, такие как Air Products, Air Liquide, Praxair, коллективно управляющие чуть менее 100 заводами по производству водорода, поставляют своим потребителям газ по специальным водородным трубопроводным системам.  Использование трубопроводов позволяет перекачивать большие объемы газа при минимальных издержках на этот процесс.  В настоящее время в мире имеется около 16 тыс. км водородных трубопроводов. Самый длинный из них составляет 400 км, и связывает Антверпен и Нормандию. Однако, для того что бы строить данные трубопроводные сети в нашей стране, необходимо провести огромное количество изысканий, фундаментальных работ в поиске водородостойких трубных сталей и прочего.  С другой стороны, необходимо решить еще один значимый вопрос – большие расстояния передачи газа. Для того, что бы в достаточном количестве снабжать потребителя водородом, необходимо прокладывать многокилометровые трубопроводы от завода-изготовителя до заказчика. Другой вариант – организовать производство водорода непосредственно рядом потребителем, но это не всегда возможно ввиду большой разрозненности потребителей по территории страны. Низкая плотность потребителей не позволяет делать достаточно крупные заводы по выработке водорода, а при небольшом потреблении – стоимость водорода эквивалентна цене баллонного водорода.
  1. Транспортировка водорода с помощью моноблоков, таких как МБ 12-50/200 из облегченных баллонов повышенной газовбираемости. Использование этих агрегатов позволяет избежать многих проблем, связанных с доставкой водорода в газообразном или жидком видах, а также снизить затраты на транспортировку.  Моноблоки доставляют к месту потребления водорода на автомобилях или железнодорожных платформах. В настоящий момент на рынке есть несколько марок и модификаций моноблоков различной вместимости: МБ 12-50/200(300) и  МБ 16-50/200(300), которые позволяют удовлетворить практически любого потребителя. Стоимость перевозки сжатого водорода грузовиками с применением агрегатов серии МБ относительно высока из-за низкой плотности газа, однако она компенсируется отсутствием потерь,  при этом использование моноблоков полностью себя оправдывает при потреблении газа до 120-150 кг/сут.  или 1350-1600 м3/сут. В настоящее время доставка газообразного водорода в моноблоках серии МБ – самый простой и удобный способ, особенно в тех районах, где нет трубопроводов. Он также удобен для мест, где нет возможности организовать постоянно действующую инфраструктуру для хранения газообразного водорода.  Моноблочные способы доставки  в нашей стране набирают обороты и пользуются популярностью: так, в 2009 году в моноблоках перевозилось примерно 1/8 всего газообразного продукта в 2013 уже 1/3.

По-видимому, в период стремительного  развития водородной энергетики будут использоваться в разной степени все рассмотренные способы транспортировки водорода. Комбинация этих способов может быть использована на разных этапах развития рынка в зависимости от способов производства  водорода.  По мнению экспертов, в ближайшие 10-15 лет в нашей стране доля моноблочного газа достигнет 40-45% от общего объема, а еще 20-25% будет приходиться на «трубопроводный» газ. Все остальное будет приходиться на баллонный газ и криогенные жидкости.