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Infrastrukturen für verflüssigten Wasserstoff
Gestaltung der Entwicklung von Wasserstoffinfrastrukturen
Auf dem Weg zu Net Zero ergänzt Wasserstoff die Elektrifizierung, um Energie, Mobilität und Industrie zu dekarbonisieren. Die Nachfrage nach grünem Wasserstoff steigt rasch an, und es werden Projekte für die Produktion und Nutzung in großem Maßstab entwickelt.
In seiner verflüssigten Form hat Wasserstoff das beste Verhältnis von Gewicht zu Volumen (800-mal bzw. 2-mal dichter als das bei 1 bzw. 700 bar komprimierte Gas), was die Speicherung größerer Energiemengen in begrenztem Volumen ermöglicht. Dies eröffnet das Feld für Anwendungen von LH2 im Bereich der schweren Mobilität, der Betankung und des Transfers zwischen Produktions- und Verbrauchsorten.
Wie die Stromnetze sind auch die Infrastruktur für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff von entscheidender Bedeutung, um die Wertschöpfungskette vollständig zu ermöglichen: Sie müssen Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz kombinieren, um rechtzeitig die richtige Menge an Wasserstoff bereitzustellen.
Die kryogenen Systeme von Nexans für den LH2-Transport von Tank zu Tank machen die LH2-Versorgungskette zur Realität - schon heute.
“ Die kryogenen Systeme von Nexans für den LH2-Transfer von Tank zu Tank machen die LH2-Versorgungskette zur Realität. ”
Der Wettlauf zum Netto-Null-Effekt hat begonnen! Um die Ziellinie bis 2050 zu überqueren, muss die Industrie die Last der fossilen Brennstoffe abwerfen. Aber welche Energiequellen haben die Kraft, sie zu ersetzen?
Der Wettlauf zum Netto-Null-Effekt hat begonnen! Um die Ziellinie bis 2050 zu überqueren, muss die Industrie die Last der fossilen Brennstoffe abwerfen. Aber welche Energiequellen haben die Kraft, sie zu ersetzen?
Aufgrund seiner sehr niedrigen Verflüssigungstemperatur (-253 °C, d. h. 20 °C über dem absoluten Nullpunkt) gehört Wasserstoff zu den am schwierigsten in flüssigem Zustand zu haltenden Fluide. Daher müssen spezielle Speicher- und Transfersysteme eingesetzt werden, um ein Höchstmaß an Sicherheit und Effizienz zu erreichen.
Für den Transfer sind die vakuumisolierten Rohrleitungen von Nexans so konzipiert, dass die Wärmeübertragung zwischen der kryogenen Flüssigkeit und der Umgebung minimiert wird, das führt zu:
- Hoher Betriebssicherheit. Der äußere Mantel bleibt während des Betriebs auf Umgebungstemperatur, wodurch das Risiko von Verletzungen durch Vereisung, kryogene Verbrennungen oder Sauerstoffkondensation vermieden wird
- Geringem Abdampfen (Wasserstoffrückvergasung), was die Übertragung von LH2 mit hohen Durchflussraten über große Entfernungen ermöglicht
Mit einer einzigartigen Bandbreite an Durchmessern und Flexibilität eignen sich Nexans kryogene Leitungssysteme für den statischen und dynamischen Transfer von Wasserstoff über einen weiten Bereich von Durchflussraten und erfüllen damit die Spezifikationen von LH2-Infrastrukturen für
- LH2-Bunkering und -Verladung in maritimen Umgebungen (Schiff-zu-Schiff, Schiff-zu-Küste)
- Flughafen-Infrastrukturen
- LH2-Betankung und -Verladung für Lkw, Züge, ...
Weitere Informationen über kryogene Systeme:
LH2-Transfer in maritimen Anwendungen
Überall auf der Welt entstehen große kontinentale und transkontinentale Projekte zur Einrichtung von LH2-Lieferketten zwischen Erzeuger- und Verbraucherorten. Seehäfen entwickeln sich mit der Entwicklung von LH2-Terminals, Speicheranlagen und der Anbindung an landgestützte Versorgungsketten zu wichtigen Wasserstoff-Drehscheiben. Maritime Anwendungen erfordern die Übertragung von LH2 mit hohen Durchflussraten. Schiff-zu-Schiff- und Schiff-zu-Land-Transfersysteme müssen auch dynamischen mechanischen Belastungen standhalten, die sich aus den Bewegungen der LH2-Tanker während des LH2Transfers ergeben.
Anwendungen
Im Jahr 2021 hat Nexans das weltweit erste LH2-Ladearmsystem mit langen, hochflexiblen kryogenen Transferleitungen ausgestattet und in Betrieb genommen, das den Transfer von LH2 von Schiff zu Land bei Durchflussraten von mehreren Dutzend Tonnen pro Stunde ermöglicht.
Dank unseres einzigartigen Know-hows und unseres Partnernetzwerks können wir schlüsselfertige Lösungen anbieten, die den Ladearm, die Transferleitungen, Sicherheitskupplungen und ERC sowie Gasrückführleitungen umfassen.
LH2 wird bei Temperaturen gehandhabt, die ca. 80°C niedriger sind als die von LNG und erfordern daher die Verwendung spezieller Transfersysteme. LNG-Systeme sind aus mehreren Gründen nicht kompatibel:
- Thermische Isolierung: Die thermische Isolierung der bei LNG verwendeten Transferleitungen ist bei weitem nicht ausreichend für LH2, da sie die Kondensation von Sauerstoff nicht verhindern würde, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. Außerdem würden bei Berührung schwere kryogene Verbrennungen auftreten und schließlich wären die Boil-off-Verluste erheblich, was die Anwendung wirtschaftlich unattraktiv macht.
- Risiko schwerer kryogener Verbrennungen, schließlich würde das entstehende Boil-off die Anwendung wirtschaftlich unrentabel machen
- Werkstoffe: Die für den LNG-Transfer verwendeten Materialien sind mit LH2 nicht kompatibel.
- Polymere werden bei so niedrigen Temperaturen spröde
- Gefahr der Wasserstoffversprödung durch Wasserstoffdiffusion in das Rohrleitungsmaterial
- Verladearme: Die Strukturen der Verladearme für LNG sind nicht für das Gewicht von vakuumisolierten Leitungen ausgelegt. Darüber hinaus sind die an den Verladearmsystemen für LNG verwendeten Drehgelenke konstruktionsbedingt undicht und stellen eine Quelle für den Austritt von Wasserstoff dar, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt.
Hinweis: Für LNG hat Nexans spezielle Lösungen für den Transport von Flüssiggas zwischen Shuttle-Tankern, LNG-Tankern und LNG-Empfangsterminals an Land entwickelt. Die CRYODYN (R) mit 65 cm Durchmesser ermöglichen eine neunfache Erhöhung der Übertragungskapazität!
Flughafeninfrastrukturen
Flughäfen bereiten sich auf einen kohlenstoffarmen Luftverkehr vor und werden zu Wasserstoff-Drehscheiben mit Produktions- und Verflüssigungsanlagen vor Ort
Die Flughäfen werden mehrere Energiequellen verwalten müssen, um kohlenstoffarme Flugzeuge zu betanken (Strom, verflüssigter Wasserstoff, nachhaltige Flugkraftstoffe), was die Komplexität der Infrastruktur an Orten erhöht, an denen Sicherheit und Flächenverbrauch eine große Rolle spielen.
Nexans Lösungen für die Übertragung mit hohem Durchsatz werden es ermöglichen, Flugzeuge zum richtigen Zeitpunkt zu betanken. Dank unserer Erfahrung im Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie der maritimen Infrastruktur können wir Lösungen für die gesamte Versorgungskette vom Lagertank bis zum Flugzeug bereitstellen, einschließlich Sicherheitssysteme zur Überwachung der Leitungsintegrität sowie Sicherheitskupplungen. Darüber hinaus können unsere Lösungen Ihnen helfen, Ihr Projekt zu verwirklichen, von der grünen Energieerzeugung bis hin zu neuen Ladesystemen.
LH2-Tankstellen für den Schwerlastverkehr auf der Straße
Nexans bietet Lösungen für die Ausrüstung von Wasserstofftankstellen an:
- vom LH2-Lagertank zur Zapfsäule
- von der Zapfsäule zum LH2-LKW-Tank
Hin zu den Energie-Autobahnen von morgen
Nexans ist Teil eines europäischen Konsortiums, das an dem von der EU geförderten Projekt SCARLET mitwirkt, um supraleitende Kabel mit einer kryogenen Außenhülle zu entwickeln, die eine effizientere und kostengünstigere Stromübertragung von erneuerbaren Stromerzeugungsanlagen ermöglichen werden.
Im Rahmen des Projekts wird das SCARLET-Konsortium den Transport von Strom und Wasserstoff in derselben Leitung entwickeln.
Dienstleistungen
Unsere Ingenieure arbeiten eng mit Ihnen zusammen, um ein schlüsselfertiges kryogenes Transfersystem in Anlehnung an Ihre Spezifikationen zu entwickeln und herzustellen.
Unser Serviceangebot umfasst Studien im Vorfeld der Realisierung zur Durchführbarkeit, technische Entwicklung, Fertigung und Prüfung, Installation sowie Wartung und Support nach dem Kauf. Für Ersatzteile steht Ihnen unser Serviceteam jederzeit zur Verfügung.
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