El almacenamiento y el transporte de hidrógeno líquido son la base para una aplicación segura, eficiente, a gran escala y de bajo coste del hidrógeno líquido, y también la clave para resolver la ruta de aplicación de la tecnología del hidrógeno.
El almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido se divide en dos tipos: almacenamiento en contenedores y transporte por tuberías. Para el almacenamiento en contenedores, se suelen utilizar tanques esféricos y cilíndricos. Para el transporte, se emplean remolques cisterna, vagones cisterna y buques cisterna.
Además de considerar el impacto, la vibración y otros factores involucrados en el proceso de transporte de líquidos convencional, debido al bajo punto de ebullición del hidrógeno líquido (20,3 K), su pequeño calor latente de vaporización y sus características de fácil evaporación, el almacenamiento y transporte en contenedores debe adoptar medidas técnicas estrictas para reducir la fuga de calor, o bien adoptar un almacenamiento y transporte no destructivo, para reducir el grado de vaporización del hidrógeno líquido al mínimo o a cero, de lo contrario, provocará un aumento de la presión del tanque. Esto conlleva riesgo de sobrepresión o pérdida por explosión. Como se muestra en la figura siguiente, desde la perspectiva de los enfoques técnicos, el almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido adopta principalmente tecnología adiabática pasiva para reducir la conducción de calor y tecnología de refrigeración activa superpuesta a esta base para reducir la fuga de calor o generar capacidad de enfriamiento adicional.
Basándose en las propiedades físicas y químicas del propio hidrógeno líquido, su modo de almacenamiento y transporte presenta muchas ventajas sobre el modo de almacenamiento de hidrógeno gaseoso a alta presión, ampliamente utilizado en China, pero su proceso de producción relativamente complejo también le confiere algunas desventajas.
Gran relación peso-almacenamiento, almacenamiento y transporte convenientes y vehículos
En comparación con el almacenamiento de hidrógeno gaseoso, la principal ventaja del hidrógeno líquido reside en su alta densidad. La densidad del hidrógeno líquido es de 70,8 kg/m³, lo que equivale a 5, 3 y 1,8 veces la del hidrógeno a alta presión (20, 35 y 70 MPa, respectivamente). Por lo tanto, el hidrógeno líquido resulta más adecuado para el almacenamiento y transporte de hidrógeno a gran escala, lo que puede solucionar los problemas de almacenamiento y transporte de energía de hidrógeno.
Baja presión de almacenamiento, fácil de garantizar la seguridad.
El almacenamiento de hidrógeno líquido, gracias al aislamiento que garantiza la estabilidad del contenedor, requiere una baja presión de almacenamiento y transporte (generalmente inferior a 1 MPa), mucho menor que la del almacenamiento y transporte de gas a alta presión e hidrógeno. Esto facilita la seguridad en el proceso operativo diario. Además, gracias a la gran capacidad de almacenamiento de hidrógeno líquido, en el futuro a gran escala de la energía del hidrógeno, el almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido (como las estaciones de hidrogenación) contará con un sistema operativo más seguro en zonas urbanas con alta densidad de edificios, alta densidad de población y elevado coste del suelo. El sistema en su conjunto ocupará una superficie menor, lo que se traducirá en una menor inversión inicial y un menor coste operativo.
Vaporización de alta pureza, que cumple con los requisitos del terminal.
El consumo mundial anual de hidrógeno de alta pureza y ultrapuro es enorme, especialmente en la industria electrónica (como semiconductores, materiales electrovacío, obleas de silicio, fabricación de fibra óptica, etc.) y en el sector de las pilas de combustible, donde el consumo de hidrógeno de alta pureza y ultrapuro es particularmente elevado. Actualmente, la calidad de muchos hidrógenos industriales no cumple con los estrictos requisitos de pureza de algunos usuarios finales, pero la pureza del hidrógeno obtenido tras la vaporización del hidrógeno líquido sí los cumple.
La planta de licuefacción requiere una alta inversión y un consumo de energía relativamente alto.
Debido al retraso en el desarrollo de equipos y tecnologías clave, como las cámaras frigoríficas para la licuefacción de hidrógeno, antes de septiembre de 2021, todos los equipos de licuefacción de hidrógeno en el sector aeroespacial nacional estaban monopolizados por empresas extranjeras. Los equipos centrales de licuefacción de hidrógeno a gran escala están sujetos a las políticas de comercio exterior pertinentes (como el Reglamento de Administración de Exportaciones del Departamento de Comercio de EE. UU.), que restringen la exportación de equipos y prohíben el intercambio técnico. Esto hace que la inversión inicial en equipos para plantas de licuefacción de hidrógeno sea elevada, y sumado a la baja demanda interna de hidrógeno líquido para uso civil, la escala de aplicación es insuficiente y la capacidad de producción aumenta lentamente. Como resultado, el consumo de energía unitario para la producción de hidrógeno líquido es mayor que el del hidrógeno gaseoso a alta presión.
En el proceso de almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido se produce una pérdida por evaporación.
Actualmente, en el proceso de almacenamiento y transporte de hidrógeno líquido, la evaporación causada por fugas de calor se trata básicamente mediante ventilación, lo que conlleva una cierta pérdida por evaporación. En el futuro, para el almacenamiento y transporte de energía de hidrógeno, se deberán adoptar medidas adicionales para recuperar el hidrógeno gaseoso parcialmente evaporado y así solucionar el problema de la reducción de la utilización causada por la ventilación directa.
Equipos criogénicos HL
HL Cryogenic Equipment, fundada en 1992, es una marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment se dedica al diseño y la fabricación de sistemas de tuberías criogénicas aisladas de alto vacío y equipos de soporte relacionados para satisfacer las diversas necesidades de los clientes. Las tuberías y mangueras flexibles aisladas al vacío están construidas con materiales aislantes especiales de alto vacío y multicapa, y se someten a una serie de tratamientos técnicos extremadamente rigurosos y a un tratamiento de alto vacío. Se utilizan para la transferencia de oxígeno líquido, nitrógeno líquido, argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, gas etileno licuado (LEG) y gas natural licuado (GNL).
Fecha de publicación: 24 de noviembre de 2022