Jak przebiega magazynowanie i transport wodoru?
Opublikowano: 3 lutego 2022

Rosnąca popularność technologii wodorowych jest nieuniknioną konsekwencją coraz większego popytu na ekologiczny rodzaj energii. Planeta i jej mieszkańcy potrzebują nowego paliwa, które w swojej formie będzie przyjazne dla środowiska naturalnego. Docelowo, wodór pozyskiwany z odnawialnych źródeł energii, właśnie taki będzie. Żeby jednak nośnik energii dotarł do poszczególnych branż, najpierw musi być odpowiednio zmagazynowany, a następnie przetransportowany. Co warto o tym wiedzieć?

Magazynowanie i transport wodoru – bieżące możliwości

Na początek należy przypomnieć, że pozyskany wodór może występować w dwóch stanach skupienia: gazowym lub ciekłym. Zależy to od źródła pozyskiwania i oddzielania cząsteczki wodorowej od pozostałych elementów. Niemniej, w samej formie przechowywania nośnik energii jest stosunkowo łatwy do magazynowania. W zależności od wariantu pozyskanego paliwa przyjmuje się dwie różne techniki. W przypadku wodoru w stanie gazowym, ten przechowywany jest pod ciśnieniem 200-350 barów, co jest tożsame z aktualnymi warunkami technicznymi. Przy magazynowaniu stanu ciekłego należy zabezpieczyć ciecz w temperaturze poniżej -240,18 °C ze względu na wartość temperatury krytycznej dla wodoru.

Ze względu na stan skupienia, należy również dobrać formę transportu. I tak, co dość oczywiste, dla wodoru w stanie gazowym można swobodnie rozdysponowywać go poprzez gazociągi, a w przypadku skroplonej formy – ten doskonale wypełni zbiorniki tankowców czy cystern.

Magazynowanie i transport wodoru a strata energii

Obecnie wyróżnia się cztery postacie, pod którymi można transportować wodór:

• wodór sprężony
• ciekły wodór (H₂)
• metylocykloheksan (MCH)
• amoniak (NH₃)

Trzeba jednak wiedzieć, że każda z tych form w pewnym stopniu przyczynia się do straty energii. Transport ciekłego wodoru nierozerwalnie wiąże się ze znaczną konsumpcją energii podczas skraplania, z kolei MCH zużywa duże pokłady energii w tzw. procesie odwodornienia. Jest to reakcja chemiczna polegająca na odszczepieniu atomów wodoru od cząsteczek. Ostatnia z wymienionych opcji (NH₃) ma zapotrzebowanie energetyczne w obu procesach, czyli zarówno syntezy, jak i rozkładu.

Porównując wszystkie możliwości, największego potencjału należy doszukiwać się w NH₃, gdzie wydajność energetyczną wskazuje się na 34-37%. Dla porównania H₂ mieści się w normach 30-33%, a MCH – ok. 25%.

Rurociągi czy tankowce?

Ten temat warto rozważać w nieco szerszej perspektywie. Przede wszystkim wodór w formie gazowej może być bezproblemowo przesyłany nowymi, a nawet istniejącymi już rurociągami. W przypadku wykorzystywania dotychczasowych rozwiązań niezbędne będą kluczowe modyfikacje, które na to pozwolą. Wodór w tym stanie skupienia może być także mieszany z gazem ziemnym w postaci lotnej, co jeszcze bardziej ułatwia transport nośnika energii na pobliskie terytorium.

Żeby jednak sprostać oczekiwaniom wszelkich odbiorców, nie wyklucza się zwiększenia możliwości logistycznych w postaci cystern, a także tankowców. W tym przypadku warto jednak pamiętać, że w szczególności w pierwszej fazie, to rozwiązanie może uchodzić za nieekologiczne. Nie trudno bowiem wyobrazić sobie sytuację, w której zacznie się w opinii publicznej podnosić kwestię transportu nowej energii z pomocą nieekologicznych paliw. Tu warto jednak zastanowić się nad przyszłością. Po osiągnięciu równowagi klimatycznej, nic nie stoi na przeszkodzie, by silniki pojazdów transportujących wodór, były napędzane właśnie nim. W ten sposób uda się zachować ciągłość ekologicznych rozwiązań. W szczególności, gdy w grę wchodzi wodór zielony pozyskiwany z odnawialnych źródeł energii.

Przyszłość należy do wodoru?

Obecny popyt na wodór wynosi ok. 74 mln ton rocznie. Najodważniejsze mówią o wzroście tej wartości do nawet 500 mln ton rocznie już w 2050 roku. Niemniej 100-150 mln ton rocznie za niespełna trzy dekady wydają się być bardziej realne. W każdym razie, konieczne będzie dalsze opracowywanie możliwości transportu. Z pewnością dużą rolę odegrają tu państwa, które już teraz stają się liderami branży. Do ich zadań należeć będzie bowiem dalsza dystrybucja do kolejnych odbiorców. Decyzję o transporcie będzie oczywiście trzeba oprzeć na bazie możliwości, jakie da technologia wodorowa stosowana na danym terytorium.

Przyjmując, że w 2050 roku dojdzie do zrównoważonego rozwoju pod względem klimatycznym, należy uznać, że wodór będzie miał w tym olbrzymi udział. Całość działań winna być jednak ściśle określona i przestrzegana, tak by jak najszybciej i jak najskuteczniej doprowadzić do zmian. Te będą miały konsekwencje w postaci znacznej poprawy środowiska naturalnego. Dzięki sukcesywnie wprowadzanym modyfikacjom w działalności człowieka, wyhamowanie dotychczasowych zmian – przybierze realną postać. Warto pamiętać, że Ziemia i jej mieszkańcy najwięcej zyskają dzięki zielonemu wodorowi, więc tym bardziej trzeba mieć na uwadze powstające obecnie inwestycje skupione wokół tego tematu. Technologie wodorowe rozwijające ten wariant paliwa mogą być na zdecydowanie wygranej pozycji w porównaniu do konkurencyjnych produktów.

Michał Łoś

Zastosowania sprężarek tłokowych w systemach chłodzenia i klimatyzacji

Technologie i narzędzia używane w serwisie sprężarek śrubowych