Hidrogénszállítás – költséghatékony és megbízható

Ahhoz, hogy a hidrogént az iparban, az otthonokban vagy az üzemanyagcellákban felhasználhassuk, azt először is szállítani kell. Ön, mint gázhálózatok, elosztóhálózatok és csővezetékek üzemeltetője, vagy gázszállító járművek üzemeltetője számára létfontosságú az, hogy ügyfelei részére biztonságos, költséghatékony és megbízható módon elegendő mennyiségű hidrogént szállíthasson.

A szállítási módszer kiválasztása számos tényezőtől, többek között a gyártási technológiától és a végfelhasználó igényeitől függ. További szempontok lehetnek a szállítási infrastruktúra és a globális termelőhelyek és a megvásárló országok, illetve a helyi elosztás és a végfelhasználó közötti távolság. A leggyakoribb szállítási módok a meglévő gázvezetékek és a közúti szállítás tartálykocsikkal.

A hidrogén logisztikája a termelési módszertől és a rendszer kialakításától függően a következő lépéseket foglalja magában: sűrítés, befecskendezés, köztes tárolás, szállítás és elosztás. A hidrogén már közvetlenül a gázhálózatba is betáplálható, specifikus határokon belül. Ennek a lehetőségnek az alkalmazásához a következő kérdéseket kell tisztázni:

• Használhatók-e a meglévő gázvezetékek?
• Ezeket a vezetékeket erre a célra tervezték?
• Elviselik-e a nagy nyomást?
• Mi szükséges a gázvezetékek hidrogén szállítása céljából való felújításához?

Alternatívaként léteznek olyan csővezetékek, amelyeket csak hidrogénhez használnak. Ezek fémből vagy műanyagból készülnek, és hidrogénszállításra vannak optimalizálva.

Bár a csővezetékes szállítás vitathatatlanul a legegyszerűbb módja a gáz elosztásának, a kizárólag hidrogén felhasználására szolgáló csővezetékek kiépítése magas költséggel járó kezdeti beruházást igényel. A meglévő gázhálózatok használata ugyanakkor sokkal alacsonyabb kezdeti költségekkel jár. A gázvezetékeket azonban gondosan ellenőrizni kell, hogy a hidrogén a megfelelő arányban keveredjen a gázkeverékbe.

Egy másik megközelítés a hidrogén speciális tartályokban történő szállítása teherautókon, tehervonatokon vagy hajókon. A szállítási módtól függően kis, közepes vagy nagy hidrogéntartályokat használnak, amelyek biztonsági okokból megfelelően védettek.

Ezeknek a speciális szállítótartályoknak, amelyek a hidrogént gáznemű és sűrített formában (CGH2: sűrített gáz halmazállapotú hidrogén) vagy folyékony formában (LH2: folyékony hidrogén) tartalmazzák, ugyanazokkal a kihívásokkal kell szembenézniük, mint a tárolótartályoknak:

• Ahhoz, hogy nagy mennyiségű hidrogéngázt korlátozott térfogaton belül tárolhassunk, azt nagy nyomáson kell sűríteni.
• A gáz halmazállapotú hidrogén szivárgás útján könnyen elszivároghat.
• A cseppfolyós hidrogén tárolása nagyobb tárolási sűrűséget tesz lehetővé jelentősen csökkentett nyomás mellett.
• Ehhez azonban állandó hűtésre van szükség -253 °C-on, különben a hidrogén elpárologhat („boil-off” - párolgási veszteség keletkezése).
• A hidrogéntartályokat úgy kell megtervezni, hogy biztonságosak és tartósak legyenek, mivel a tartály meghibásodása robbanásveszélyt hordoz magában.

• A meglévő infrastruktúrák és létesítmények hidrogénelosztásra való alkalmasságára vonatkozó elemzések
• A teljes csővezeték szerkezetének átvételi vizsgálata
• Az elosztóhálózati struktúrák alkalmassági vizsgálata az ellátási funkciók ellátása szempontjából
• A végfelhasználó ellátó létesítményeinek használhatósági vizsgálatai és szivárgásvizsgálatai
• „Zöld hidrogén” vagy „szén-dioxid lábnyom” tanúsítványok
• Az infrastruktúrák minőségi és biztonsági vizsgálata

Miután a hidrogén elérte rendeltetési helyét, a hidrogén a rendeltetésszerű felhasználás (alkalmazás) érdekében további elosztást igényel. Ehhez megfelelő szállítási és elosztási infrastruktúrára van szükség.

A hidrogén nagy távolságokra történő szállítása általában csővezetékeken keresztül történik. Ahhoz, hogy a hidrogén a célállomáson helyben rendelkezésre álljon, a további elosztáshoz különböző megközelítések alkalmazhatók.

Hacsak a hidrogént nem helyben, azaz közvetlenül a felhasználási helyen (például hidrogéntöltő állomáson) állítják elő, a hidrogén elosztási pontokon, úgynevezett „hub”-okon (csomópontokon) keresztül kerül elosztásra. Kétféle elosztási lehetőség létezik: a közvetlen és a közvetett elosztás.

Közvetlen elosztás esetén az alkalmazás módja (pl. hidrogéntöltő állomás) szinte közvetlenül kapcsolódik a távolsági hidrogénvezetékhez. A közvetett elosztásnál viszont a hidrogént ideiglenesen egy tároló létesítményben, egy úgynevezett „hub”-ban tárolják. Ezekből a csomópontokból a hidrogén további elosztása vagy a helyi elosztóhálózaton (gázhálózat és csővezetékek) keresztül történik, vagy pedig maga a hub (csomópont) szolgál töltőállomásként. Ebben az esetben a hidrogént egy teherautóba töltik, amely aztán a hidrogént a végső felhasználási helyre szállítja.

Az, hogy melyik módszert alkalmazzák a hidrogén elosztására, a helyi infrastruktúrától és a meglévő struktúrák bővítési lehetőségeitől függ. Ez ugyanakkor függ a tervezett alkalmazástól is. Aki például hidrogéntöltő állomást akar üzemeltetni, annak mérlegelnie kell, hogy milyen típusú járműveket fog tankolni. Gáznemű vagy cseppfolyósított formában kell-e a hidrogént szállítani? Milyen mennyiségre és minőségre van szükség? Vagy a hidrogént gázhálózatokon és hidrogénhálózatokon keresztül szállítják, és azt épületekben vagy ipari folyamatokban villamos energia és hő termelésére kívánják felhasználni?

Az ezekre a kérdésekre adott válaszok ismerete kritikus fontosságú ahhoz, hogy biztonságos üzemeket tervezhessünk, és megbízhatóan működtethessük, illetve a lehető legköltséghatékonyabb módon méretezhessük azokat. Mi segítünk Önnek e folyamat során.