Ilgtermiņa ilgtspējība elektroenerģijas ražošanā

Ilgtspējība kļūst arvien populārāka elektroenerģijas ražošanas nozarē, jo valstis un kopienas apzinās nepieciešamību samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas.

Šajā kontekstā ūdeņradis ir izrādījies visperspektīvākais alternatīvais enerģijas avots tradicionālajiem fosilajiem kurināmajiem. Tā kā tas ir bezoglekļa un enerģijas ziņā efektīvs, tas saņem pilnus punktus ilgtspējībai. Starptautiskā enerģētikas aģentūra (IEA) norāda, ka ūdeņraža bāzes kurināmie līdz 2050. gadam varētu novērst līdz pat 60 gigatonnām CO2 emisiju.

2021. gadā visā pasaulē darbojas vairāk nekā 50 lieli tīra ūdeņraža projektu, kopējais ieguldījums sasniedzot 75 miljardus ASV dolāru. Neskatoties uz ūdeņraža potenciālo labumu kā enerģijas pārejas kurināmo, tā uzglabāšana rada lielas problēmas elektrostacijām. Gāzes reaktīvā daba rada drošības bažas, savukārt lielais apjoms, kas jāapstrādā enerģijas ražošanas laikā, arī šķiet problemātisks.

Taču pareiza uzglabāšanas plāna izstrāde var risināt šīs problēmas. Šajā rakstā mēs izskaidrosim dažas stratēģijas, ko elektrostacijas var īstenot, lai novērstu ūdeņraža uzglabāšanas riskus.

Izprast potenciālos riskus

Tā kā ūdeņradis ir ļoti viegli uzliesmojošs, tas var veidot sprādzienbīstamas maisījumus ar gaisu. Tā viegli uzliesmojamības diapazons gaisā ir no 4 līdz 75% un zems aizdegšanās enerģijas līmenis – 0,02 mJ. Detektēšana un mazināšana ir sarežģīta, jo tā liesmas ir gandrīz neredzamas. Pētījumi liecina, ka ūdeņradis var izraisīt materiālu bojājumus, kas noved pie noplūdes. Noplūde var sajaukties ar gaisu un veidot gāzes mākoni, kas var eksplodēt, saskaroties ar aizdedzes avotu.

Augsta spiediena noplūde var izraisīt spontānu sadegšanu un sprādzienu pat bez aizdedzes avotiem. 2019. gadā ASV, Norvēģijā un Dienvidkorejā notika vairāki šādi incidenti. Degvielas uzglabāšanas tvertnes sprādziens Dienvidkorejā izraisīja 2 cilvēku nāvi un smagi ievainoja 6 cilvēkus. Šo iedzimto risku izpratne var palīdzēt rūpnīcu īpašniekiem izstrādāt efektīvus drošības pasākumus.

Meklēt uzticamas uzglabāšanas tehnoloģijas

Jaunu ūdeņraža uzglabāšanas tehnoloģiju pieņemšana var palīdzēt elektrostacijām mazināt riskus un uzlabot drošību. Piemēram, cietvielu uzglabāšana fiksē ūdeņradi cietajos materiālos, samazinot noplūdes risku. Tāpat pazemes uzglabāšanas iekārtas var samazināt negadījumu risku.

Saskaņā ar H2MOF efektīva un droša uzglabāšana prasa apkopes temperatūru un zemu spiedienu. Ar šo pieeju ir iespējams droši uzglabāt ūdeņradi ilgtermiņa un transportēt to lielos attālumos.

Ieviest stingrus drošības protokolus

Pareizo tehnoloģiju klātbūtne ir lielisks sākums, bet nekas nav svarīgāks par stingru drošības protokolu ieviešanu, lai novērstu un pārvaldītu ar ūdeņradi saistītos incidentus. Elektrostacijas un rūpnieciskie uzņēmumi, kas izmanto ūdeņradi kā tīru kurinamo, ir jānodrošina ar pilnīgi drošu drošības programmu, lai novērstu katastrofas.

Tie ietver regulāras riska novērtēšanas, visaptverošu personāla apmācību un atbilstošas ārkārtas reaģēšanas procedūras. Sensoru uzstādīšana visā objektā var palīdzēt agrīnai noplūdes vai augstas vides koncentrācijas atklāšanai. Lai gan šie drošības protokoli var būt efektīvi, tos bieži jāpārskata un jāpieliek klajam, lai nodrošinatu visu risku segumu attīstoties nozarei.

Izveidot pasīvas mazināšanas sistēmas

Fukušimas Daiiči avārija 2011. gadā parādīja inertizējošo primaro aizsardzību nepietiekamību, lai aizsargatu elektrostacijas pret ūdeņraža spraigumiem. Aizsardzības neveiksme smagas avārijas laikā var izraisīt milzīgu ūdeņraža apjomu izdalīšanos reaktora ēkai. Galu galā tas var sajaukties ar gaisu un sadegt vai eksplodēt.

Pasīvas mazinatnes sistēmas darbojas kaa visefektivakaa kontroles stratēgija spiediena un termisku slodzi paaarvaldiishanai aizsardziibaa. Elektrostacijam ir jaainvestee spraiguma izturiiigos barjeros, lai kontroleetu nopludes. Taa pataam tiem vajadzeetu buut drosiem ventileeshanas sisteeemam, lai drosi atbrivotu uudensradi gaazes veida nopludes gadiijumaa. Liesmu aiztureetaaji var noversht atgriezenisko liesmu gadiijumaa ja notiek aizdedze.

Iekļaut rezerves sistēmas

Papildus primaraja uzglabaashanas drosibai elektrostacijam vajadzeetu ieklaut rezerves sisteeemas savos uzglabaashanas sisteeemaas, lai uzlabotu uzticamibu un elastibu. Tas aatljauj tiem buut gataviem sliktakajam. Piemeeram tiem vajadzeetu buut rezerves drosibas ventiliem, dubultiem uzglabaashanas tankiem un rezerves energoapgades avotiem kritiskai drosibas aprikojumam.

Rezerves samazina sisteeemas neveiksmju iespeejas. Papildus tam tie palielina elektrostacijas speeju tikt gala ar negaidaatiem notikumiem un sniedz mieru prata iipashniekiem un straadniekiem kas katru dienu saskaras ar draudiem.

Nobeigumaa jaapiebilst ka peecleena uz tiraam operaacijaam ar uudensradi kaa kurinamo ir lieliska izveele elektrostacijam. Tomer ta uzglabaashana rada unikaalus izaicinajumus saistiibaa ar drosibas riskiem kas saistiiti ar uudensraza iipashiibaam. Labakais veids ka apvienot abus pasaules labakos aspektus ir sagatavot riska mazinaashanas plaanu. Sii drosibas pasakumu ievieshana var ierobezot risku noversht katastrofas elektrostacijam un paliidzeet tiem izmantot uudensradi kaa drosu un tira energetiska alternatiiva.