Гонка за создание хранилища водорода

Энергетические компании и правительства по всему миру стремятся развивать свои мощности по хранению водорода, пытаясь повысить свою энергетическую безопасность и снизить зависимость от природного газа. По мере увеличения инвестиций в исследования и разработки водородных технологий несколько мировых держав разрабатывают более совершенные решения для хранения, чтобы поддержать развертывание водорода для множества применений. Увеличение емкости хранилищ позволит странам производить и хранить водород для использования почти так же, как природный газ.

В рамках своей Национальной стратегии и дорожной карты по чистому водороду Министерство энергетики США (DoE) обсуждает потенциал увеличения хранения водорода. Рассмотрены альтернативные подходы к хранению водорода, чтобы выбрать оптимальный вариант для долговременного хранения. Водород можно хранить различными способами: в сосудах с газом или жидкостью, в подземных пластах или в таких материалах, как носители водорода. В зависимости от того, как будет использоваться водород, может подойти каждый из этих вариантов.

В США уже используются коммерческие резервуары и сосуды Дьюара для жидкости, в основном на энергетических объектах и ​​заправочных станциях. Поскольку в аэрокосмической отрасли используется огромное количество жидкого водорода, в Космическом центре Кеннеди во Флориде находится резервуар для хранения 1,25 миллиона галлонов жидкого водорода. Подземные каверны также используются для хранения водорода для использования в нефтехимической промышленности, в настоящее время в США имеется три крупномасштабных геологических каверны для хранения водорода. Большинство этих пещер вырыто в соляных отложениях вблизи мест, предназначенных для использования водорода. В дорожной карте Министерства энергетики определены некоторые регионы США, наиболее подходящие для более масштабного развития каверн для хранения как водорода, так и углерода в результате операций по улавливанию и хранению углерода (CCS).
DoE подчеркивает, что хранение водорода является ключом к развитию технологий водорода и топливных элементов для стационарных источников энергии, портативных источников энергии и транспорта. Из-за низкой плотности при температуре окружающей среды водород имеет низкую энергию на единицу объема и требует специальных форм хранения. Резервуары, используемые для хранения газообразного водорода, должны выдерживать высокое давление от 350 до 700 бар. А жидкий водород необходимо хранить при криогенных температурах, так как он имеет температуру кипения -252,8°C. Управление технологий водорода и топливных элементов США (HFTO) стремится разработать варианты хранения водорода для достижения целей Министерства энергетики США по хранению водорода для бортовых автомобилей малой грузоподъемности, погрузочно-разгрузочного оборудования и портативных источников энергии .

В Великобритании энергетическая компания SSE начала в этом месяце работы по раскопкам подземной пещеры в восточном Йоркшире для хранения водорода для использования в случае крайней необходимости. Проект включает в себя электролизер мощностью 35 мегаватт для производства зеленого водорода, который будет храниться в гигантской пещере. Водород можно использовать для запуска турбины для подачи электроэнергии в сеть в периоды пикового спроса. SSE надеется, что проект Pathfinder, который, как ожидается, будет стоить более 120 миллионов долларов, предложит план крупномасштабных проектов по хранению водорода в будущем. Ожидается, что проект будет введен в эксплуатацию к 2025 году. Siemens Energy будет выполнять проектные и инженерные работы по проекту. У SSE есть еще более масштабные долгосрочные планы, поскольку она заключила партнерское соглашение с норвежской энергетической компанией Equinor по разработке водородной электростанции Keadby на том же участке к 2028 году. Ожидается, что это будет первая в мире крупная электростанция, полностью работающая на водороде.
Фирма надеется привлечь государственное финансирование для своих операций с низкоуглеродным водородом. Поскольку Великобритания сталкивается с рекордно низкими температурами и стремительным ростом цен на энергоносители, опасаясь нехватки газа, SSE предлагает альтернативные возобновляемые источники энергии, которые, как ожидается, однажды заменят природный газ. Медленное развитие сектора зеленого водорода в основном связано с высокими затратами на организацию операций. Однако государственное финансирование проектов такого типа может способствовать более быстрому развитию технологий и удешевлению их развертывания в больших масштабах.

Европейский Союз также разрабатывает свои планы по хранению водорода. Он рассматривает хранение водорода как ключ к поставке возобновляемой энергии в электрические сети по мере необходимости. Поскольку водород можно хранить в больших количествах в течение длительных периодов времени, он обеспечивает большую энергетическую безопасность при переходе на экологически чистые технологии. Это может помочь сделать энергетические системы более гибкими, уравновешивая спрос и предложение. Это проблема, которая преследует отрасль зеленой энергетики, поскольку солнечные и ветровые проекты часто не обеспечивают энергию в часы пик спроса. Новые хранилища водорода, а также увеличение емкости аккумуляторных батарей в регионе могут помочь повысить надежность поставок возобновляемой энергии.

Поскольку инвестиции в водородные технологии и производство продолжают расти во всем мире, компании переключают свое внимание на хранение водорода как средство повышения надежности энергоснабжения из сектора возобновляемых источников энергии. Это могло бы способствовать более быстрому отказу от ископаемого топлива, а также повысить энергетическую безопасность во всем мире.