Galleria mappe mentale Analisi della domanda di applicazione dell'energia dell'idrogeno
1. Produzione di alcoli da aldeidi, produzione di alcheni da alchini, produzione di benzene mediante dealchilazione del toluene, produzione di anilina mediante idrogenazione del nitrobenzene, produzione di naftalene idrogenato da naftalene, ecc. 2. Il difenilmetilene diisocianato (MDI), il toluene diisocianato (TDI), l'acido adipico, gli alcoli grassi, ecc. utilizzati nell'industria chimica leggera richiedono tutti processi di idrogenazione catalitica.
Modificato alle 2022-10-27 13:36:00Analisi della domanda di applicazione dell'energia dell'idrogeno
Petrolchimico
Idrogeno utilizzato come materia prima per la sintesi dell'ammoniaca
L'idrogeno e l'azoto vengono combinati direttamente per generare ammoniaca sotto un catalizzatore metallico e determinate condizioni di temperatura e pressione. L’ammoniaca sintetica è attualmente la seconda più grande applicazione dell’idrogeno dopo le raffinerie. Il catalizzatore più comunemente utilizzato è a base di ferro e modificato da K2O, CaO, SiO2 e Al2O3. Il gas misto solitamente passa attraverso quattro letti catalitici e viene raffreddato tra ciascun letto di raffreddamento per mantenere una ragionevole costante di equilibrio di reazione. Solo circa il 15% del gas viene convertito in ammoniaca ogni volta che passa attraverso un letto catalitico: l'ammoniaca liquida viene rimossa e il gas non reagito viene riciclato attraverso il compressore. Nelle fabbriche moderne, il tasso di conversione totale può raggiungere oltre il 97%. Un impianto di ammoniaca sintetica da 1.000 tonnellate al giorno richiede 336 m3 di idrogeno per ogni tonnellata di ammoniaca prodotta. Il costo principale della produzione su larga scala di ammoniaca sintetica dipende dal costo dell’idrogeno.
Idrogeno utilizzato come materia prima per la sintesi del metanolo
Il metanolo può essere prodotto dal gas di sintesi (monossido di carbonio e idrogeno) in un reattore a letto fisso con un catalizzatore di particelle di allumina rivestito con ossidi di rame e zinco. Il metanolo può anche essere prodotto dalla combinazione diretta di idrogeno e anidride carbonica. In questo processo, l'idrogeno e l'anidride carbonica vengono pompati nella camera sigillata del recipiente di reazione contenente il catalizzatore e riscaldati a 180-250°C. La conversione massima dell'anidride carbonica in metanolo è di circa il 24%. L'anidride carbonica e l'idrogeno non convertiti vengono recuperati e restituiti al recipiente. Un impianto di metanolo con una capacità di 2.500 tonnellate/giorno richiede circa 560 m3 di idrogeno per ogni tonnellata di metanolo prodotta.
Idrogeno utilizzato come materia prima per la raffinazione del petrolio: Desolforazione e idrocracking
1. Nel processo di raffinazione del petrolio, l'idrogeno viene utilizzato principalmente per l'idrodesolforazione della nafta, l'idrodesolforazione del gasolio, l'idrodesolforazione dell'olio combustibile, il miglioramento dell'altezza senza fiamma del carburante degli aerei e l'idrocracking;
2. L'idrocracking è un processo di cracking catalitico effettuato in presenza di idrogeno. Le principali caratteristiche della reazione sono la rottura dei legami C-C, la bassa velocità spaziale e una grande quantità di idrogeno utilizzato. Nell'industria petrolchimica, l'idrogeno viene utilizzato principalmente per l'idrogenazione delle frazioni C3, l'idrogenazione della benzina, l'idrodealchilazione delle frazioni C6-C8 e la produzione di cicloesano.
Industria della raffinazione del petrolio: Idrogeno per la materia prima del reforming catalitico
1. Rimuovere le impurità come solfuri, composti di azoto, piombo e arsenico nella nafta.
2. La pressione operativa dell'idrodesolforazione della frazione diesel e della frazione pesante è 3-4MPa e la temperatura è 340-380°C. L'idrodesolforazione dell'olio combustibile è dovuta principalmente ai requisiti di protezione ambientale, poiché il 95% dell'inquinamento atmosferico è causato dalla SO2 rilasciata quando l'olio combustibile viene bruciato. L'idrodesolforazione consuma molto idrogeno, quindi nel processo è possibile utilizzare la desolforazione diretta o indiretta.
3. L'idrogenazione selettiva viene utilizzata principalmente per i prodotti di cracking ad alta temperatura. L'idrogenazione in fase gas viene utilizzata per la frazione di etilene e l'idrogenazione in fase liquida viene utilizzata per la frazione di propilene. La frazione benzina è ricca di diolefine, olefine e idrocarburi aromatici. Questi composti sono a contatto con l'aria. Durante il processo verranno prodotti colloidi, quindi è necessario effettuare l'idrogenazione per convertire i composti instabili in prodotti stabili.
Idroraffinazione
Il processo di idrogenazione per rimuovere composti nocivi Oltre all'idrogeno solforato, ai mercaptani e allo zolfo totale, durante il processo di idrogenazione possono essere rimossi alchini, alcheni, metalli e metalloidi. Pertanto, nella moderna lavorazione petrolchimica, l'uso della tecnologia di idrogenazione può migliorare la qualità dei prodotti petrolchimici e aumentare la produzione dei prodotti petrolchimici più preziosi. Ridurre la generazione di residui di petrolio pesante e catrame, ridurre la quantità di depositi di carbonio e migliorare l'efficienza impianti di lavorazione del petrolio Grazie alla sua adattabilità, è possibile ottenere molti preziosi prodotti petrolchimici dagli scarti della lavorazione del petrolio, purificando una serie di prodotti e rimuovendo le impurità nocive. L'idrogeno è l'agente purificante e reticolante più comune per i prodotti della moderna industria petrolchimica e può migliorare la capacità produttiva delle unità di cracking su larga scala.
Composti organici sintetici
Nel campo dell'industria petrolchimica, l'idrogeno e il monossido di carbonio possono essere utilizzati per reagire per sintetizzare una varietà di composti organici, come la sintesi del glicole etilenico, la sintesi del polimetilene (polimetilene), la reazione di omologazione degli alcoli, la reazione con insaturi idrocarburi per produrre aldeidi, ecc. Vari idrocarburi possono essere sintetizzati utilizzando il metodo Fischer-Tropsch, compresi i carburanti per motori e una serie di preziosi composti organici singoli, come paraffina solida, composti ossigenati, ecc.
idrogenazione catalitica selettiva
1. Produzione di alcoli da aldeidi, produzione di alcheni da alchini, produzione di benzene mediante dealchilazione del toluene, produzione di anilina mediante idrogenazione del nitrobenzene, produzione di naftalene idrogenato da naftalene, ecc.
2. Il difenilmetilene diisocianato (MDI), il toluene diisocianato (TDI), l'acido adipico, gli alcoli grassi, ecc. utilizzati nell'industria chimica leggera richiedono tutti processi di idrogenazione catalitica.
industria elettronica
Materiali elettronici: idrogeno come gas di reazione, gas riducente o gas protettivo
"Nella crescita dei cristalli di materiali elettronici e nella preparazione di substrati, processi di ossidazione, processi epitassiali e tecnologia di deposizione chimica in fase vapore (CVD), l'idrogeno deve essere utilizzato come gas di reazione, gas riducente o gas protettivo.
Processo di ossidazione: quando utilizzati per la sintesi e l'ossidazione di idrogeno-ossigeno, l'idrogeno di elevata purezza e l'ossigeno di elevata purezza vengono fatti passare in un tubo di quarzo a pressione normale, facendoli bruciare a una determinata temperatura per generare acqua di elevata purezza reagisce con il silicio per generare una membrana SiO2 di alta qualità.
Nel processo epitassiale, il tetracloruro di silicio o il triclorosilano reagiscono con l'idrogeno sulla superficie del substrato di silicio riscaldato per ridurre il silicio e depositarlo sul substrato di silicio per formare uno strato epitassiale.
Tecnologia di deposizione chimica in fase vapore (CVD): un metodo che utilizza uno o più composti o elementi in fase gassosa contenenti elementi a pellicola sottile per eseguire una reazione chimica sulla superficie di un substrato per formare una pellicola sottile. La deposizione chimica da fase vapore è una nuova tecnologia sviluppata negli ultimi decenni per la preparazione di materiali inorganici. La deposizione chimica da vapore è stata ampiamente utilizzata per purificare sostanze, sviluppare nuovi cristalli e depositare vari materiali a film sottile inorganico monocristallino, policristallino o vetroso. Questi materiali possono essere ossidi, solfuri, nitruri, carburi o composti interelementi binari o multielemento nei gruppi III-V, II-IV, IV-VI e le loro funzioni fisiche possono essere passate attraverso il processo di deposizione drogata è controllato con precisione. "
Preparazione del polisilicio
La preparazione del polisilicio nell'industria elettronica richiede l'uso di idrogeno. Quando il silicio utilizza acido cloridrico per generare triclorosilano SiHCl3, viene separato attraverso un processo di frazionamento. Il triclorosilano purificato utilizza un processo di riduzione ad alta temperatura per ridurre e depositare SiHCl3 ad alta purezza in un'atmosfera di H2 per generare polisilicio. La sua reazione chimica SiHCl3 H2→Si HCl raggiunge la purezza richiesta dai semiconduttori.
Polvere di ossido di riduzione dell'idrogeno
Nel processo di produzione di materiali e dispositivi per vuoto elettrico come tungsteno e molibdeno, la polvere di ossido viene ridotta con idrogeno e quindi trasformata in fili e strisce. Se la purezza dell'idrogeno utilizzato è maggiore, il contenuto di acqua e la temperatura di riduzione sono inferiori è inferiore, più fine è la polvere di tungsteno e molibdeno ottenuta.
gas di riempimento
I requisiti di purezza del gas di riempimento per vari tubi elettronici riempiti di gas come tiristori a idrogeno, tubi ionici, tubi laser, ecc. sono più elevati. La purezza dell'idrogeno utilizzato nella produzione dei tubi catodici è superiore al 99,99%.
Circuito integrato a semiconduttore
La produzione di circuiti integrati a semiconduttore richiede una purezza del gas estremamente elevata. Ad esempio, la concentrazione consentita di impurità di ossigeno è . L'"incorporazione" di tracce di impurità modificherà le caratteristiche superficiali dei semiconduttori e ridurrà addirittura la resa del prodotto o causerà scarti.
Ripristinare il gas protettivo
L’idrogeno ad elevata purezza è richiesto anche nella produzione di celle solari in silicio amorfo. Il semiconduttore a film sottile di silicio amorfo è un nuovo materiale sviluppato con successo a livello internazionale negli ultimi dieci anni e ha mostrato interessanti prospettive di applicazione nella conversione dell'energia solare e nella tecnologia dell'informazione.
Produzione di fibre ottiche: riscaldamento a fiamma idrogeno-ossigeno
L'applicazione e lo sviluppo della fibra ottica è uno dei simboli importanti della nuova rivoluzione tecnologica. La fibra di vetro al quarzo è il principale tipo di fibra ottica. Durante il processo di produzione, è necessario utilizzare il riscaldamento a fiamma di idrogeno-ossigeno e dozzine di deposizioni determinare la purezza e la pulizia dell'idrogeno. Tutti hanno requisiti molto elevati.
Produzione del vetro float
Ripristinare il gas protettivo
I gas ampiamente utilizzati nell'industria del vetro sono idrogeno, acetilene, ossigeno e azoto. Nell'attrezzatura per la formatura del vetro float è presente un liquido di stagno fuso. Si ossida facilmente e genera ossido di stagno, causando la colorazione del vetro con stagno e aumentando il consumo di stagno. Pertanto, il bagno di stagno deve essere sigillato e l'idrogeno puro deve esserlo Il gas misto di azoto fornito continuamente mantiene la pressione positiva e l'atmosfera riducente nel serbatoio per proteggere il liquido di stagno dall'ossidazione. Il consumo di idrogeno negli impianti di vetro float dipende dalla scala di produzione, generalmente tra 80 e 150 m3/h.
metallurgia di riduzione
Produzione di acciaio con riduzione dell’idrogeno
"Le emissioni di carbonio causate dall'industria siderurgica rappresentano circa il 18% delle emissioni totali di carbonio del mio Paese.
La produzione dell'acciaio all'idrogeno utilizza l'idrogeno come agente riducente al posto del carbonio, riducendo così le emissioni di carbonio derivanti dalla riduzione del carbonio. È mirata al processo di produzione del ferro nel processo di produzione dell'acciaio, ovvero alla produzione del ferro nell'altoforno nel processo lungo e alla produzione del ferro a riduzione diretta nel processo di produzione del ferro. Il processo breve, oltre ad eliminare le emissioni di carbonio dalla reazione di riduzione, può anche eliminare le emissioni di carbonio dal processo di coking del carbone. Secondo la formula chimica della reazione di riduzione del carbonio con il ferro, il carbonio dell'agente riducente necessario per ridurre 1 mole di ferro è 1,5-3 mol (a seconda del rapporto di partecipazione della riduzione diretta e della riduzione indiretta in base al rapporto di massa molare del ferro). , carbonio e anidride carbonica di 56:12:44, viene prodotto. Le emissioni di anidride carbonica prodotte dalla reazione di riduzione del carbonio di 1 tonnellata di ferro sono 0,59 tonnellate, più 0,1 tonnellate di emissioni di carbonio da coke nel lungo processo, che equivale a il lungo processo riduce teoricamente le emissioni di carbonio di circa 0,69-1,28 tonnellate, una riduzione del 34-62%.
La fusione dell'altoforno ricca di idrogeno e il forno a tino a base di gas ricco di idrogeno sono le due direzioni principali per lo sviluppo della metallurgia dell'idrogeno nel mio paese. Rispetto alla tradizionale "metallurgia del carbonio", la metallurgia dell'idrogeno può ridurre le emissioni di anidride carbonica fino all'85%. . L’idrogenazione dell’industria siderurgica contribuirà notevolmente alla riduzione delle emissioni di carbonio.
L'arricchimento di idrogeno dell'altoforno significa l'iniezione di sostanze con un contenuto di idrogeno più elevato nell'altoforno, come idrogeno puro, gas naturale, gas di cokeria e altri gas ricchi di idrogeno, per sostituire parte della riduzione di carbonio e ridurre le emissioni di carbonio. L'arricchimento di idrogeno del forno a tino a gas significa aumentare la percentuale di idrogeno nel gas riducente nella base del gas. "
Minerali metallici ridotti
"L'idrogeno viene utilizzato principalmente come gas riducente per ridurre gli ossidi metallici in metalli.
L'idrogeno viene utilizzato commercialmente per estrarre il tungsteno dai minerali (wolframite, scheelite e wolframite). Può essere utilizzato anche per produrre rame da chertite e chertite (ossido di rame, CuO). "
gas protettivo
Quando si forgiano alcune apparecchiature metalliche ad alte temperature, l'idrogeno viene spesso utilizzato come gas protettivo per impedire l'ossidazione del metallo.
industria di trasformazione alimentare
Idrogenazione dell'olio commestibile
"L'idrogeno viene utilizzato per convertire i grassi insaturi in oli e grassi saturi. Ad esempio, l'industria alimentare utilizza l'idrogeno per produrre oli vegetali idrogenati come la margarina e il burro.
Molti oli commestibili naturali presentano un elevato grado di insaturazione. Dopo l'idrogenazione, il prodotto risultante è stabile allo stoccaggio, resiste alla crescita dei batteri e aumenta la viscosità dell'olio.
I prodotti dell'olio commestibile idrogenato possono essere trasformati in margarina e proteine commestibili. "
Idrogenazione di oli non commestibili
L'idrogenazione degli oli non commestibili può produrre materie prime per la produzione di saponi e mangimi per bestiame. Il processo prevede l'utilizzo di idrogeno e acidi insaturi (acido oleico, acido linoleico, ecc.) nel glicerolo per introdurre idrogeno nella composizione di grassi liquidi o vegetali. oli.
Spazio, rilascio di calore e protezione
carburante per aerei
Può soddisfare molti requisiti per il futuro carburante per l'aviazione. La cosa più importante è che la combustione dell'idrogeno non provoca praticamente alcun inquinamento dell'ambiente. Su base unitaria di massa, il potere calorifico di combustione dell’idrogeno (119.900-141.900 kJ/kg) è 1,8 volte maggiore del potere calorifico di combustione dei combustibili idrocarburici. I propellenti composti da idrogeno liquido e ossigeno liquido hanno un'elevata spinta specifica.
Saldatura e taglio
L'idrogeno rilascia una grande quantità di calore quando reagisce con l'ossigeno e la temperatura di combustione può raggiungere i 3100 K. Quando l'idrogeno passa attraverso la fiamma dell'arco, si decompone in idrogeno atomico generato che vola sulla superficie di saldatura e il metallo viene ulteriormente riscaldato e fuso assorbendo il calore dell'idrogeno atomico. La temperatura della superficie di saldatura del metallo arriva fino a 3800-4300K. Questo idrogeno atomico può essere utilizzato per fondere e saldare i metalli più refrattari, gli acciai ad alto tenore di carbonio, i materiali resistenti alla corrosione, i metalli non ferrosi, ecc. Il vantaggio dell'utilizzo dell'idrogeno atomico per la saldatura è che il fascio atomico di idrogeno può impedire l'ossidazione della parte saldata, in modo che non si formino scaglie di ossido nel luogo di saldatura.
Liquido di raffreddamento (centrale elettrica, ricerca scientifica)
"Poiché l'idrogeno ha un'elevata conduttività termica, l'idrogeno viene spesso utilizzato come refrigerante del rotore nei grandi gruppi elettrogeni.
Poiché l'idrogeno è un gas con un punto di ebollizione estremamente basso, ad eccezione dell'elio, l'idrogeno liquido può raggiungere una temperatura bassa di 14-15 K quando evaporato sotto vuoto. Pertanto, l'idrogeno viene spesso utilizzato come refrigerante nella ricerca scientifica che richiede temperature ultra-basse. "
Saldatura atomica con idrogeno
La saldatura a idrogeno atomico (AHW) è un processo di saldatura ad arco tra due elettrodi di tungsteno metallico in un'atmosfera protettiva di idrogeno. Può essere utilizzato per saldare metalli refrattari e tungsteno.
Gas di trasporto (gascromatografia)
L'idrogeno è uno dei gas che può essere utilizzato come fase vettore nella gascromatografia per separare le sostanze volatili.
Pieno di gas (pallone meteorologico)
A causa della sua bassa densità, l’idrogeno può essere utilizzato per riempire palloni meteorologici e dirigibili ad alta quota.
Trasporti La cella a combustibile
veicolo a celle a combustibile
"Il settore dei trasporti è lo scenario di applicazione più importante dell'energia dell'idrogeno. I veicoli a celle a combustibile a idrogeno sono il punto di ingresso e il punto chiave per la promozione e l'applicazione dell'energia dell'idrogeno nel campo dei trasporti in questa fase. A breve termine, le autovetture e i mezzi di trasporto e i veicoli logistici leggeri costituiranno il punto di ingresso e, nel medio e lungo termine, l’energia da idrogeno sarà il punto di ingresso. I camion pesanti costituiranno il punto di ingresso.
I veicoli a celle a combustibile sono adatti al trasporto pesante e a lunga distanza e sono più competitivi nei mercati con elevati requisiti di chilometraggio e grande capacità di carico.
La futura direzione di sviluppo è quella degli autocarri pesanti, dei veicoli passeggeri per il trasporto a lunga distanza, ecc. I veicoli a celle a combustibile presentano maggiori vantaggi in termini di costi nel mercato dei trasporti con un’autonomia di oltre 650 chilometri. Poiché le autovetture e gli autobus urbani hanno spesso un’autonomia più breve, i veicoli elettrici puri presentano dei vantaggi. I veicoli a celle a combustibile superano i problemi dei lunghi tempi di rifornimento di energia e della scarsa adattabilità agli ambienti a bassa temperatura, migliorano l’efficienza operativa e integrano gli scenari applicativi dei veicoli elettrici puri. "
Spedizione
“Le vie navigabili interne e la navigazione costiera possono essere elettrificate attraverso la tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno, e la navigazione marittima può essere decarbonizzata attraverso nuovi carburanti come i biocarburanti o la sintesi di idrogeno a zero emissioni di carbonio dell’ammoniaca.
Alcune imprese e istituzioni nel mio paese hanno avviato lo sviluppo di navi alimentate a idrogeno basate sul progresso dell’energia domestica dell’idrogeno e della tecnologia delle celle a combustibile. In questa fase, le navi alimentate a idrogeno vengono solitamente utilizzate nei laghi, nei fiumi interni, in mare aperto e in altri scenari, come energia principale per le piccole navi o energia ausiliaria per le navi di grandi dimensioni. Le grandi navi alimentate a idrogeno come le navi ingegneristiche offshore, le navi ro-ro offshore e i super yacht rappresentano la tendenza futura dello sviluppo. "
aviazione
"L'energia dell'idrogeno offre la possibilità di un'aviazione a basse emissioni di carbonio. L'energia dell'idrogeno può ridurre la dipendenza dell'industria aeronautica dal petrolio greggio e ridurre le emissioni di gas serra e nocivi. Rispetto all'energia fossile, le celle a combustibile possono ridurre le emissioni di carbonio del 75%-90%. Diretto la combustione dell’idrogeno nei motori a turbina a gas può ridurre le emissioni di carbonio del 50%-75% e i combustibili sintetici possono ridurre le emissioni di carbonio del 30%-60%.
Gli aerei alimentati a idrogeno possono diventare una soluzione per ridurre le emissioni di carbonio per l’aviazione a breve e media distanza. "
ferrovia
"L'applicazione dell'energia dell'idrogeno nel campo del trasporto ferroviario consiste principalmente nel combinarla con le celle a combustibile per formare un sistema di alimentazione in grado di sostituire il tradizionale motore a combustione interna. Il vantaggio dei treni alimentati a idrogeno è che non è necessario modificare la ferrovia esistente binari, il treno viene riempito di idrogeno attraverso una pompa, il rumore è basso, zero emissioni di carbonio.
Stazione di rifornimento di idrogeno
"Le stazioni di rifornimento di idrogeno sono l'anello centrale nell'utilizzo e nello sviluppo dell'energia dell'idrogeno. Sono luoghi specializzati per il rifornimento di veicoli a celle a combustibile. Essendo l'anello centrale che serve l'applicazione commerciale del trasporto dell'energia dell'idrogeno, sono importanti infrastrutture per lo sviluppo dell'idrogeno settore energetico.
L'idrogeno proveniente da diverse fonti viene pressurizzato da un compressore di idrogeno, immagazzinato in un serbatoio di stoccaggio ad alta pressione e quindi riempito con idrogeno per veicoli a celle a combustibile a idrogeno attraverso una macchina di rifornimento di idrogeno. Essendo un anello molto critico nella strategia energetica dell’idrogeno, le stazioni di rifornimento di idrogeno irradiano le aree circostanti con le loro riserve di idrogeno, consentendo ai veicoli di rifornire di energia in modo tempestivo e formando un buon ciclo per promuovere lo sviluppo delle celle a combustibile.
Con la premessa di garantire la sicurezza, vengono esplorati attivamente anche nuovi modelli come le stazioni di rifornimento di idrogeno che integrano la produzione, lo stoccaggio e il rifornimento di idrogeno. utilizzo Il vantaggio del basso costo di produzione della produzione di idrogeno in loco promuove la produzione distribuita e l'utilizzo vicino dell'energia dell'idrogeno. "
Dimostrazione dell'applicazione delle energie rinnovabili
Idrogeno a zero emissioni di carbonio
L'idrogeno viene prodotto elettrolizzando l'acqua da fonti energetiche rinnovabili come la produzione di energia fotovoltaica, l'energia eolica e l'energia solare. Fondamentalmente non vengono prodotti gas serra durante il processo di produzione dell'idrogeno, quindi viene chiamato "idrogeno a zero emissioni di carbonio".
Stoccaggio dell'energia dell'idrogeno
"Lo stoccaggio idroelettrico mediante pompaggio rappresenta oltre l'86% dello stoccaggio di energia elettrica. Lo stoccaggio dell'energia dell'idrogeno presenta i vantaggi di lunghi tempi di scarico, elevata redditività dello stoccaggio di idrogeno su larga scala, metodi di stoccaggio e trasporto flessibili e non danneggerà l'ambiente ecologico Esistono molti scenari applicativi per lo stoccaggio dell’energia dell’idrogeno: dal lato dell’alimentazione elettrica, lo stoccaggio dell’energia dell’idrogeno può ridurre l’abbandono di energia e attenuare le fluttuazioni sulla rete elettrica, lo stoccaggio dell’energia dell’idrogeno può aumentare la capacità di picco della rete e alleviare la congestione della linea di trasmissione.
Lo stoccaggio dell'energia dell'idrogeno è attualmente realizzato principalmente utilizzando la tecnologia dell'elettrolizzatore alcalino combinato con la tecnologia di stoccaggio dell'idrogeno gassoso ad alta pressione e celle a combustibile con membrana a scambio protonico. Lo stoccaggio dell'energia rinnovabile e la conversione da elettricità a elettricità, l'efficienza della conversione dell'energia devono essere migliorate. Migliorare l’efficienza dello stoccaggio dell’energia rinnovabile miglioran , è possibile ottenere un'efficienza di conversione da elettricità a elettricità del 40-45% e una densità di stoccaggio dell'idrogeno di 15-20 mol/L. "
pompa di calore
Sfruttando le proprietà degli idruri metallici che assorbono idrogeno e rilasciano calore e deidrogenano e assorbono calore, è possibile realizzare un ciclo della pompa di calore o un compressore ad assorbimento termico.
Alimentazione di riserva, sistema combinato di calore ed elettricità
Utilizzando la reazione inversa dell'elettrolisi dell'acqua, l'idrogeno e l'ossigeno (o l'aria) reagiscono elettrochimicamente per generare acqua e rilasciare energia elettrica, che è la "tecnologia delle celle a combustibile". Le celle a combustibile possono essere utilizzate in centrali elettriche fisse o mobili, centrali elettriche di riserva di punta, alimentatori di riserva, sistemi combinati di calore ed elettricità e altre apparecchiature per la produzione di energia.
Produzione di idrogeno Valley Power e bilanciamento della rete
"L'idrogeno puro o una miscela di idrogeno e gas naturale può alimentare le turbine a gas, decarbonizzando così l'industria della produzione di energia. Esistono due modi per generare elettricità dall'idrogeno. Uno è utilizzare l'energia dell'idrogeno nelle turbine a gas, che subisce aspirazione, compressione, combustione e scarico. Il generatore di energia dell'idrogeno può essere integrato nella linea di trasmissione della rete elettrica e funzionare insieme al dispositivo di produzione dell'idrogeno per elettrolizzare l'acqua per produrre idrogeno quando il consumo di elettricità è basso. Durante le ore di punta, viene utilizzata l'energia dell'idrogeno generare elettricità, razionalizzando così l’applicazione dell’energia elettrica e riducendo lo spreco di risorse. La produzione di idrogeno utilizzando l’energia della valle viene utilizzata di notte, mentre l’energia rinnovabile viene utilizzata per produrre idrogeno durante il giorno, compresa la generazione di energia fotovoltaica, compresi gli impianti di produzione di idrogeno e i dispositivi ausiliari pubblici. e ingegneria dei trasporti, ingegneria della protezione ambientale e funzioni di riempimento."
Settore edile
Riscaldamento degli edifici
Il primo utilizzo dell’idrogeno negli edifici sarà principalmente in forma ibrida. L'idrogeno può essere miscelato con gas naturale in un rapporto fino al 20% in volume senza la necessità di modificare apparecchiature o condutture esistenti.
Rispetto all’utilizzo dell’idrogeno puro, la miscelazione dell’idrogeno nei gasdotti può ridurre i costi e bilanciare il fabbisogno energetico stagionale. Man mano che il costo dell’idrogeno diminuisce, si prevede che le regioni con infrastrutture per il gas naturale e accesso all’idrogeno a basso costo, come il Nord America, l’Europa e la Cina, utilizzeranno gradualmente l’idrogeno per il riscaldamento degli edifici.
Quando il prezzo dell’idrogeno è pari a 10-21 yuan/kg, può competere con il gas naturale nel riscaldamento distribuito;
Si prevede che entro il 2030, la domanda di energia da idrogeno derivante dalla produzione combinata di calore ed elettricità degli edifici raggiungerà le 30.000-90.000 tonnellate/anno. Det Norske Veritas DNV prevede che alla fine degli anni 2030, l'uso dell'idrogeno puro negli edifici dovrebbe superare; quella dell’idrogeno misto; entro il 2050 l’idrogeno rappresenterà circa il 3-4% della domanda totale di energia per il riscaldamento e il riscaldamento degli edifici.