За темами ВИЭ, водородная энергетика, СО2, изменение климата и т.п. специально не слежу, особого интереса, эмоций не испытываю, правда, лишь до момента, пока, что сторонники, что противники не начинают нести откровенную чушь, либо пока не встречу какое-нибудь интересное, техническое решение. Прошедшей весной, во время очередного обострения у икспердов на АШ по теме: "...в отличии от тупых европейцев, каждый школьник знает, что водород...", возникла идея всё же посмотреть, изменился ли технический уровень по данной теме за многие годы после студенческой скамьи, и, заодно, проверить, насколько "безнадёжны" европейцы в своих начинаниях по переходу на водородную энергетику. Покопался в открытом доступе, отсеял шелуху типа: СО2, цели по декарбонизации, изменения климата итд. (куда же без этого - мэйнстрим). И обнаружил весьма интересную информацию.
АШ-евских всезнаек вынужден разочаровать сразу же: проблемы использования водорода на западе известны даже лучше, чем всезнайки себе могут представить. Последнее десятилетие этой темой занимаются особенно плотно. Например, в таблице представлен список некоторых документов, имеющих непосредственное отношение к транспортировке водорода и которые также являются стандартами для развития водородной энергетики[3].
Документы, Нормативные акты | Дата публикации | Содержание |
---|---|---|
DIN EN ISO 17268 | 2017-03 | Устройства подключения газообразного водорода для заправки наземного транспорта |
ISO/TS 15869 | 2009-02 | Газообразный водород и водородные смеси - топливные баки для наземного транспорта |
ISO/DIS 22734 | 2018-02 | Генераторы водорода на основе электролиза воды - промышленное, коммерческое и бытовое применение |
BS DD ISO/TS 20100 | 2009-11 | Газообразный водород - Автозаправочные станции |
ISO/DIS 14687 | 2018-06 | Природа водорода в качестве топлива - технические характеристики продукта |
BS ISO 15399 12/3025963 DC | 2012-08-30 | Газообразный водород. Баллоны и трубы для стационарного хранения |
ISO 13984 | 1999-03 | Жидкий водород: адаптер для заправки наземного транспорта |
ISO 13985 | 2006-11 | Жидкий водород: топливные баки для наземного транспорта |
ISO/TR 15916 | 2015-12 | Основные соображения по безопасности водородных систем |
ISO 16110 | 2007-03 | Генераторы водорода на основе процессов деления топлива - Часть 1: Безопасность |
ISO 16111 | 2018-08 | Переносные устройства для хранения газа - Водород, абсорбированный в обратимых гидридах металлов |
VdTÜV Merkblatt 514 | Требования к водородным заправочным станциям; Сжатые газы 514 | |
DVGW G 260 | 2013-03 | Качество газа |
DVGW G 262 | 2011-09 | Использование газов из возобновляемых источников в коммунальном газоснабжении |
EIGA IGC Doc 121/14 | Трубопроводные системы для водорода |
Основная критика транспортировки водорода по трубам сводится к следующим типичным утверждениям: "...Для начала найдите трубу, по которой можно перекачивать водород и компрессор, который способен это делать..." или: "...Стальные трубы принципиально не годятся для перекачки водорода, тем более под давлением...". Особо продвинутые ссылаются при этом на водородное охрупчивание металлов и пр.
Как мне представляется, идея о невозможности транспортировки водорода по трубам, основывается на следующих положениях (упрощённо):
- в век дешёвых углеводородов, водород, как энергоноситель - совершенно избыточен и абсурден
- водород обладает "капризными" свойствами: взрывоопасность, охрупчивание металлов и пр. Данные проблемы существенны, но нивелируются по мере возникновения соответствующих технологий. Необходимости развивать технологии по обузданию водорода нет, потому, что водород, как энергоноситель - совершенно избыточен и абсурден.
Вполне логичная позиция, полностью соответствующая углеводородному техноукладу.
Однако для Европы, отказывающейся от углеводородного уклада, вышеупомянутые положениях выглядят совсем иначе:
- в мире пик добычи углеводородов уже пройден, дешёвые углеводороды уходят в историю (и это действительно вопрос десятилетий), нужен энергоноситель для аккумулирования энергии и это, по многим причинам, - водород
- "капризные" свойства водорода никуда не делись, но технологии по обузданию водорода крайне необходимы потому, что нужен энергоноситель для аккумулирования энергии и это - водород
Эта позиция не менее логичнее первой, но соответствует уже, назовём, водородному укладу. Однако, если данную позицию оценивать с точки зрения иксперда углеводородного уклада, то она выглядит "тупой", правда, сам факт мерить лекалами одного уклада другой и выдавать результат таких измерений за ценное суждение, совсем не в пользу умственных способностей иксперда оценивающего.
Так или иначе, но в Европе решение уже принято, вопрос перехода на водород - закрыт и водород будет необходимо транспортировать. А как транспортировать, если, как утверждают всезнайки и иксперды всех мастей, труб для него нет и быть не может?
Оказывается, слухи об отсутствии труб, были сильно преувеличены: фирма Mannesmann Line Pipe при поддержке Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH (фирма с 85-ти летним опытом в области исследований стали и сплавов) разработала и выпускает специальные трубы Mannesmann H2ready для транспортировки водорода. В приложении "Энергетический переход с трубами "H2Ready" и преобразование существующих Сетей природного газа"[4] (на немецком) описаны проблемы, исследования, решения, тесты, графики по теме. Я же предлагаю перевод более популярной статьи. За точность перевода специальных терминов - не ручаюсь, в остальном - перевод верный.
Будущее, созданное компанией "Mannesmann H2ready" [1] (перевод)
Для строительства будущей водородной сетевой инфраструктуры фирма Mannesmann Line Pipe предлагает подходящие продукты и решения - в том числе специальные трубы для транспортировки водорода.
В будущем водород будет играть важную роль в качестве энергоносителя. Для этого нужны не только резервуары, но и как распределительные, так и магистральные газопроводы. Однако материал для труб должен соответствовать высоким требованиям. Поскольку атомы водорода чрезвычайно малы, они могут проникать во многие материалы и даже металлы. Тем не менее, сталь является идеальным решением и технически и экономически явно превосходит другие материалы, такие, как пластиковые трубы. Кроме того, чтобы водород имел плотность энергии, сравнимую с плотностью природного газа того же объема, он должен транспортироваться по газопроводам под высоким давлением.
Фирма Mannesmann Line Pipe, выпускающая специальные трубы Mannesmann H2ready, уже предлагает продукцию, подходящую для транспортировки водорода. "Они отличаются легированием, очень гладкой внутренней поверхностью и используемым процессом сварки", - поясняет Конрад Таннбихлер, руководитель отдела продаж Mannesmann Line Pipe GmbH. Содержание фосфора и серы в сплавах намного ниже рекомендаций Европейской ассоциацией промышленных газов (EIGA). Благодаря этому сплаву, точки воздействия водорода на материал сводятся к минимуму, а, значит, и подверженность труб коррозии. Что касается содержания углерода, то оно также значительно ниже, чем в спецификациях EIGA, что также оптимизирует производство сварных труб. Фирма Mannesmann Line Pipe сваривает продольные трубные швы методом "высокочастотной индукционной сварки сопротивлением (HFI)". При использовании этого метода, высокочастотный ток нагревает края трубы до температуры сварки за счет индукции.
Чтобы повысить экономическую эффективность труб, Mannesmann Line Pipe также полагается на более высокую прочность материала, что позволяет получить более тонкую стенку трубы и, как следствие, более низкую стоимость материалов. Долгое время беспроблемными для водорода считались только магистральные трубы из низкопрочной стали до класса API 5L X52 (L360). При поддержке Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH Фирма Mannesmann Line Pipe теперь смогла доказать пригодность стальных труб, сваренных методом HFI, марок до класса X70 (L485): ни одно из исследований не выявило повышенного ухудшения прочности материала трубы или сварного шва HFI из-за воздействия сжатого водорода.
На практике давление водорода при хранении или при транспортировке по трубопроводам или в автоцистернах, может достигать 350 бар. Потребности для таких экстремальных условий также могут быть закрыты благодаря толстостенным и высокопрочным трубам Mannesmann Line Pipe. Для сравнения: существующие водородопроводы в Северном Рейне-Вестфалии (длина: 215км, существует с 1938г. - примечание переводчика) и в промышленной зоне Лойна-Биттерфельд-Вольфен (длина: 110км - примечание переводчика) работают под давлением 20 бар, водородная линия длиной 232 км в Техасе (США), существующая с 1969 года - под давлением 58 бар. "Таким образом, специальные трубы Mannesmann H2ready предлагают отличное решение для предстоящего расширения инфраструктуры водородной сети", - уверен Таннбихлер.
Или вся технология в двух словах: подверженность материалов коррозии, вызванной воздействием водорода, зависит не только от класса прочности и легирования. Структура материала, которая зависит от технологии производства, также имеет большое влияние на пригодность материала для транспортировки водорода.
Если взять два материала класса X52 (см. таблицу 1) : материал 1 (Werkstoff 1) и материал 2 (Werkstoffs 2).
Затем первый (материал 1) нормализовать на стане горячей прокатки (видимо типичная технология для производства обычных труб - прим. переводчика), то получится материал со структурой на картинке a), а если материал 2, который подготовлен в соответствии с внутренними стандартами фирмы Mannesmann Line Pipe для труб H2ready, подвергнуть термомеханической прокатке, то получится материал со структурой на картинке b)[4].
Свойства материалов после прокатки даны в таблице, ниже[4].
Если теперь из материала 2 сварить трубу методом HFI, обеспечив при всём производстве достаточно гладкую поверхность, то получаются трубы, пригодные для транспортировки водорода: Mannesmann H2ready.
Испытание труб Mannesmann H2ready из более высокопрочного материала (Х70) также дают положительный результат: "Поведение высокопрочных материалов класса X70 (L485) было испытано под воздействием чистого, сжатого водорода и смесей водород / природный газ, в том числе испытаниями на растяжение, при низкой скорости деформации и при давлении 80 бар. Как основной материал, так и шов HFI или стандартный круглый шов не демонстрируют повышенной восприимчивости к водороду в структурно значимой области"[2].
Ну и в заключение актуальные новости от июня 2021г., теперь касательно резервуаров для водорода - пересказ некоторых выдержек из статьи "Стальные трубы для водорода" (журнал Stil 2/2021)
Очевидно, что возможное охрупчивание может быть проблемой только в высокопрочных сталях и только если водород проникнет в материал. Mannesmann Forschung GmbH и Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST (институт по инженерии поверхностей и покрытий) осуществляют совместный проект по теме "предотвращение водородного охрупчивания стали в высокопрочных резервуарах для водорода". Проект начался в начале этого года и в конце года будет завершён. Цель проекта - апробация уже существующих и разработка новых технологий обработки внутренних поверхностей резервуаров для снижения проникновения водорода в их стенки. Также проект определит направления возможных, дальнейших исследований. Необходимые прототипы бесшовных и шовных труб изготавливает Mannesmann Forschung GmbH совместно с Mannesmann Line Pipe. Конечная цель - создание долговечных, экономически оправданных резервуаров на основе стальных труб для водорода.
Несмотря на "отсутствие" труб, арматуры, компрессоров, люди уже более 80 лет транспортируют водород по трубам под давлением, а с появлением специальных труб для водорода, которые являются примером, как технологии могут нивелировать "капризные" свойства водорода, появилась возможность для осуществления более серьёзных, инфраструктурных проектов.
Комментарии
воруют сцука мысли , уже на лету...))))
Самое страшное читаешь ты Голдрата. И звереешь! Этот нехороший человек в 80-х годах украл мои мысли из 2010-х. Евреюга!)
Вот здесь еще не так все замечательно
Трубы Северного потока внутри тоже обработаны до шероховатости не более 6 микрон с нанесением внутреннего покрытия.
И рабочее давление на входе до 220 бар, на выходе на сушу 106 бар. Между входом и выходом нет, понятное дело, компрессорных. Что есть хорошо и для смеси с водородом, но по давлению...надо заниматься.
80 бар для транспортировки без промежуточных компрессоров до 70 км.
Поскольку у водорода очень низкая плотность, для транспортировки энергии эквивалентной газовой, необходимо поднимать давление.
Трубы рассчитанные под газ, выдержат повышенное давление водорода?
В статье фигурирует цифра 350 бар. Это в полтора раза больше чем в СП-2
Прири равном давлении, чистого водорода будет на 20-25% меньше [4]
Теплотворная способность водорода - 120.9 МДж/кг (10840 КДж/м3), природного газа в среднем — 37300 КДж/м3.16
Т.е. при том-же давлении вы получаете на 25% меньше водорода у которого еще и теплотворность ВТРОЕ ниже?
Внимание - вопрос!
На сколько надо поднять давление водорода для предачи такого-же кол-ва энергии как при передаче газа?
Водород имеет ОЧЕНЬ низкую плотность.
Чё за бред.
Водород калорийнее раза в три, чем метан.
В кг - да.
А в кубометрах?
В трубу-то мы кубометры запихивать будем...
Будем лепить кирпичи из водорода и отправлять контейнеровозами по всему миру. ))
В кубах
В кубах водород сильно проигрывает.
У него плотность раз в 10 меньше.
Вот например таблица теплотворности в КУБОМЕТРАХ: https://www.politerm.com/zulugaz/webhelp/math_basic_concepts4.html
В килограммах ситуация будет обратной:
А нахрена передавать такое же количество энергии? Пусть платят бОльшие деньги за меньшее количество энергии. Зато "кошерной". А "лишний" газ Россия сама переработает. На газохимическом комбинате в Усть-Луге. Где стартует этот самый поток.
350 это скажем обычный стандарт Если Вы возьмете например баллоны для природного газа там тоже рабочее тоже 350
дядя ты дурак ?
максимум 200
Ты будешь со мной спорить по этому вопросу?))
Флаг тебе в руки, а мне не интересно
Для водородного и метанового баллона рабочая норма 200 атм, максимум 250. Для других газовых - кислород, азот, аргон, гелий - норма 150 атм. Для пропан-бутановых - рабочее давление не выше 15 атм.
Вы и мой оппонент имеете ввиду что то типа ISO 11439: 2000 «Gas cylinders — high pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles (IDT)» его русская версия ГОСТ Р ИСО 11439-2010 « Газовые баллоны высокого давления для хранения на транспортном средстве природного газа как топлива» ECE R 110 Правила № 110, редакция №3, Приложение № 3 . ГОСТ Р 51752-2001 «Баллоны высокого давления для сжатого природного газа используемого в качества моторного топлива на автомобильных транспортных средствах»
То есть по их классификации CNG-1,2,3,4,5 а по нашей соответственно КПГ-1,2,3,4
Я говорю и про несколько другое. И 700 есть рабочее это с чем сталкивался. Спорить не хочу так как тогда возникнут вопросы стоимости одного гидравлического литра объема, коэффициенты запаса для разных материалов, удельного веса, количество циклов в год и срок службы в годах и т.д. А это не тема комментов да мне и не интересно. Скажу только что в данном разрезе вопроса давления не существует в принципе, был вопрос герметичности но и он решен лет 20 назад а то и больше одним голландских химическим концерном. Я имею ввиду на приемлемом экономическом уровне, в плане дорого и раньше могли.
Есть еще момент В ядерном и термоядерном оружии изотопы водорода в баллончиках что-ли хранятся. А что там на подводных лодках Или возвращаясь к природному газу - есть такие емкости которые снабжают газом деревни Привезли, старую забрали, новую установили Там как с давлением и хранимым объемом? Или БПЛА. Я к тому что наука решала и не такие вопросы, если конечно, это было кому то нужно
какой бред вы несете
есть парциальное давление , то есть давление одного из газа в смеси равно пропорции этого газа
https://ru.wikipedia.org/wiki/Парциальное_давление
давление поднять невозможно, ибо это номинальное (расчетное давление втрубопровода... поэтому нужно строить другие труопроводы - специально на траспортировку водород-метановых смесей, с тспытаниями на на прочность , в том числе дошосрочную, и на диффузия в раматкре... Да какмерад - туть копипасеры в основном сидят - для них что 350 что 50 бар, что метан , что пропан , что водород одинаково .. в фейсбуках(откуда они копепастят свои мысли ) об этом не пишут...
Да еще интесный вопрос посталям для траспорта воборода - сколько там нибия и молибдена....
Трубы, в первую очередь, для инфраструктуры, промышленности.
чем выше давление тем больше проникает водорода
но есть такая штука парциальное давление
так что если 10% это по водороду будет 25бар
Загаддочные вещи вы н\говорите какие - пр\арциао\льное даление, охрупчивание... конгресс, немцы какие-то(с)
Иными словами, трубы которые сейчас используют для транспортировки газа - нихрена не подходят для водорода.
Что и требовалось доказать.
Перекладываем все заново))))
Никто не собирается гнать по СП-1,2 чистый водород. Какой допустимый процент - давно посчитано. Нужен будет чистый водород - будет построен СП-3.
Ну я и говорю - кладем все заново)
Существующие не подходят.
шеф динная с первого раз не доходит... мичур все думкой богатеет о 250 миллонах тонн нанотрубок
ыыыыы... 2250 миллионов тонн сади только в россии... еше вопросы есть ...у вас несходимость 3 порядка...М оценки вечурного продавца -, которые он делает на роуд шру до задницы... равно как иего оценки цены...
Откуда цифра?
Годовая добыча угля в России меньше 500 млн тон. Газа на экспорт идёт 250 млрд кубов. Тоже меньше 500 млн тонн.
Производство сажи
И где я писал, что ВЕСЬ природный газ надо перерабатывать на нанотрубки?
Но думаю, что на производство нанотрубок из природного газа углерода пойдет больше, чем в
крупнейшей в мире установке, удаляющей углекислый газ из атмосферы
читать 250 миллионов - исходя из потребления газа в РВФ - 350 миллиардов кубов... Если вы не вкурсах... Еще 200 миллиардов кубов идет на экспорт... вот если это перевести в углерод при плотности метана 0,7 и содержании углерода в метане 75% , то получится 250 миллионов тонн... Только в России... А есть еще как минимум США, Иран, Катар, которые в огромных объемах производят газ .. поменьше Австралия Туркмения Тринидад Эмираты Сауды
Да и если не вкурсах - то выход нанотрубок определенной киральности мизерный, а равновесная смесь нанотрубок называется в миру сажей и это самый большой рынок технического углерода (сажи) - с мирровым объемом потребления ажно 12-15 миллионов тонн... Второй возможный рынок - это электроды для производства люмения - оценочно из объема производства люмения 100 миллионов тонн в мире, потреблять будет 50 миллионов тонн углерода анодов... Правда люме7нщикам также ввели углеродные сборы хза выбросы угдекислоты, и они начали смотреть в строну нейтральных анодов вместо графитово-углеродных. Да и раньше они обходились не сажей - а коксом и антрацитом для производства электродов
https://enplusgroup.com/ru/what-we-do/projects/Inert-anode/
И это все более никому ваша сажа , которые вы по модному назвали нанотрубки нахер не вперлась... И остается проблема захоронгения - сотен миллионов тон сажи оставшихся поле приролиза метана... Инооваторв\ы мамкины...
Пурга. Позже (не с ТФ) отпишусь подробнее.
Ага. Осталось только найти водород в товарных количествах.
Для южной и центральной Европы уже нашли. Образована группа по освоению выделяемых ЕС средств
Водород от Украины (западной, Львов, Ужгород).
" В континентальной Европе Украина предлагает лучшие условия для крупномасштабного экологически чистого производства H2. Страна сочетает в себе огромный потенциал производства электроэнергии за счет фотоэлектрических (PV) и ветряных электростанций с доступом к существующей надрегиональной газовой инфраструктуре для транспортировки H2 в Центральную Европу. Это совпадает с водородной стратегией ЕС, в которой Украина рассматривается как один из основных партнеров при развертывании. Промышленное партнерство «H2EU + Store» поддержало эту стратегию ЕС, и теперь политикам предлагается создать основу для быстрой реализации этой инициативы."
Интересно, как Украина, что-то восторгов не слышно, все за транзит российского газа цепляются. А им другое занятие нашли.
Ну да, совершенно экологически чисто на 1 тонну произведенного электролизом водорода будет исчезать 20 тонн воды где-то на территории Украины. А европейцы не дураки, как я погляжу.
вот это как раз пустяк... ибо вода дождями снова тут же будет восполняться 20 млн кубов воды - это вообще мизер... норма потребления на человека 70 кубов в год примерно - 20 миллионов это потребление 300 тысячного города - 1% населения украины
По годной цене...
Запросто...Юпитер ждет страждущих
С точки зрения пациентов "Кащенки", у них тоже свой "уклад", исходя их которого уклад персонала довольно таки тупой, неверный, устаревший, и требует замены на "правильный"
.."с точки зрения лягушек - все французы пидарасы !!!! а корейцы пидарасы - с точки зрения собак" (с)...)))
Удельная теплота сгорания природного газа 1 м 3 около 9,3 кВт, удельная теплота сгорания 1 м 3 водорода около 33,2 кВт. Означает ли это, что для транспортировки одинакового количества энергии в случае с водородом нужны трубы в 3 раза меньше диаметром?
Ээээ...
Я вижу другие данные:
Теплотворная способность водорода - 120.9 МДж/кг (10840 КДж/м3), природного газа в среднем — 37300 КДж/м3.16
Кому верить?
Сравнительная таблица теплотворности некоторых видов топлива
Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива. Зная эти показатели, нужно учитывать их при проектирование котельной на твёрдом топливе.
Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:
От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.), а также от его влажности и зольности.
Вид топлива
Ед. изм.
Удельная теплота сгорания
Эквивалент
кКал
кВт
МДж
Природный газ, м3
Диз. топливо, л
Мазут, л
Электроэнергия
1 кВт/ч
864
Реакции горения и теплота сгорания сухих газов (при 0°С и 101,3 кПа)
У меня ощущение что в первой таблице кое-где попутали кубометры и килограммы.
А вторая таблица поплыла...
Вот во второй надо смотреть метан и водород в кубах.
Та которая "Объемная, кДж/м3"
Какие там цифры для метана и водорода?
В первой таблице получилась какая-то хрень.
А если верить второй таблице, то водород самое лажовое топливо из всех возможных.
В принципе так и есть)
Куб водорода если не ошибаюсь весит
4489,88 грамма. А куб метана - 700.И если измерять теплотворность за килограмм - у водорода все шикарно!
А если за кубометр - полный отстой)
НО 1 кг метана это на глаз полтора куба. А кг водорода - это дохрена кубов)))
Я знаю как нам "реорганизовать рабкрин" .
Водород можно доставлять методом "Гинденбурга" -
нав дирижаблях.Там было меньше 18 тонн газообразного водорода (200 тыщь кубов), а как горел!
https://fas.su/справочник-суг/глава-8-характеристики-горения-газов
Таблица отсюда. У водорода судя по всему 12 750, а у метана 39 820. Что странно, так как температура горения водорода выше. Хотя по формулам вроде все правильно.
Хотя здесь метан стоит ниже по теплотворности.
https://a-invest.com.ua/aktualno/tablitsa-teplotvornosti.html
Чему верить?
Надо аккуратно смтреть в чем они измеряют. В кубах или в кг.
В кг у водорода все отлично.
А в кубах - жопа. Плотность низкая.
Но поскольку по трубам мы передаем именно кубы, т.е. обьем...
Т.е нужно в три раза больше трубы или давление?
Страницы