В США завершена разработка концепции нового типа хранилищ для жидкого водорода, способного значительно удешевить его крупномасштабное хранение и транспортировку, открывая путь к международной торговле этим перспективным энергоносителем. Над проектом, реализованным на базе Космического центра имени Маршалла NASA в Хантсвилле, штат Алабама, работали компания CB&I и консорциум, включающий Shell International Exploration and Production (дочерняя компания Shell plc), GenH2 и Университет Хьюстона.
Представленная концепция предлагает инновационный подход к созданию резервуаров для хранения больших объемов жидкого водорода – до 100 тысяч кубических метров. Ключевое отличие от традиционных технологий заключается в отказе от вакуумной изоляции, что, как ожидается, обеспечит существенное снижение затрат по сравнению с существующими вакуумными резервуарами. Жидкий водород требует поддержания сверхнизких температур (около -253°C), и разработка эффективной и недорогой теплоизоляции без вакуума является серьезным технологическим вызовом.
Марк Баттс, президент и генеральный директор CB&I, говорит, что их сотрудничество с командой проекта помогает проложить путь к недорогому крупномасштабному хранению жидкого водорода. Он добавляет, что они гордятся возможностью использовать свой опыт в области криогенной изоляции и хранения для продвижения решений на рынке перехода к новой энергетике.
Проект стартовал в 2021 году при поддержке Министерства энергетики США (DOE). Его цель – не только разработать теоретическую концепцию, но и продемонстрировать ее жизнеспособность на практике. Для этого на площадке Космического центра имени Маршалла NASA строится и будет испытан демонстрационный резервуар меньшего масштаба. Эти испытания позволят изучить поведение материалов в криогенных условиях, смоделировать реальные циклы заполнения и опорожнения резервуара, а также протестировать различные невакуумные изоляционные материалы.
Тео Бодевес, генеральный менеджер по водородным технологиям в Shell, комментирует, что они верят в силу сотрудничества для продвижения технологий и масштабирования решений. Он добавляет, что этот проект, поддержанный DOE, демонстрирует, как эксперты из промышленности, научных кругов и правительства могут решать сложные технологические задачи. Эта технология для жидкого водорода, по его словам, обещает быть более конкурентоспособной, снижая затраты и ускоряя коммерциализацию крупномасштабного хранения.
Демонстрационный резервуар не только послужит испытательным стендом, но и значительно увеличит мощности Космического центра имени Маршалла по хранению жидкого водорода. После завершения первоначального шестимесячного периода испытаний, предусмотренного проектом, NASA сможет использовать этот резервуар в течение пяти лет в рамках соглашения Space Act Agreement. В этот период CB&I и Shell планируют продолжать тестирование новых изоляционных технологий в невакуумных условиях.
Джеймс Фесмайр, главный архитектор GenH2, говорит, что они гордятся участием в этом отраслевом сотрудничестве для продвижения коммерческих приложений хранения жидкого водорода. Он объясняет, что эта инициатива позволяет им развивать возможности тестирования систем теплоизоляции и получать важные данные для раскрытия глобального потенциала жидкого водорода.
Доктор Раманан Кришнамурти, вице-президент по энергетике и инновациям Университета Хьюстона, добавляет, что возможность хранить жидкий водород в больших масштабах с использованием невакуумной конструкции является ключевым достижением. По его мнению, это открывает двери для более гибкой и доступной глобальной инфраструктуры торговли водородом, а подобные решения будут играть решающую роль в развитии нашей энергетической экономики.
Компания CB&I имеет богатую историю работы с жидким водородом и NASA. Еще в 1960-х годах она построила первую сферическую емкость для хранения LH2 объемом 170 кубических метров для NASA и ее подрядчиков. За прошедшие десятилетия компания увеличила этот показатель почти в 30 раз, завершив в 2022 году на Космическом центре Кеннеди резервуар объемом 5000 кубических метров для программы Artemis. Всего с 1960-х годов CB&I построила более 130 сосудов для хранения жидкого водорода. Многолетнее партнерство CB&I и NASA, насчитывающее более 60 лет, включает участие компании во многих знаковых проектах космического агентства, в том числе в миссиях Apollo и Gemini.
Успешная реализация новой концепции хранения может стать важным шагом на пути к созданию глобальной водородной экономики, где водород будет использоваться как чистый источник энергии в промышленности, на транспорте и в других секторах, способствуя достижению целей по декарбонизации.
