Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vodíková ekonomika naráží na problém, jak tento plyn levně a bezpečně přepravovat. V Los Alamons dospěli vědci k závěru (zatím ovšem jen na základě modelování), že správně namíchaná/nastavená směs vodíku se zemním plynem by mohla proudit i ve stávajících systémech pro zemní plyn. To by samozřejmě bylo výhodnější než budovat potrubí od nuly, minimálně během doby využívání zemního plynu.
„Naše modelování ukazuje, že postupné vstřikování vodíku do plynovodní sítě umožňuje bezpečný a předvídatelný provoz,“ uvádí spoluautor nové studie Anatolij Zlotnik, matematik z Los Alamos National Laboratory.
Pomocí nelineárních parciálních diferenciálních rovnic vytvořil Zlotnik se svými kolegy model pro přepravu heterogenních směsí zemního plynu a vodíku potrubními systémy. Modelování infrastruktury zahrnovalo kompresorové a regulační jednotky, napájecí stanice, které vstřikují plyn do sítě při definovaném tlaku a směsi vodíku, a průtokové stanice, které směs ze sítě odebírají.
Vodík je mnohem lehčí než zemní plyn tvořený převážně metanem, takže i směs se bude chovat jinak. Matematické modelování vedlo k závěru, že omezení změny rychlosti vstřikování vodíku do plynovodu zabrání velkým a rychlým změnám tlaku. Metody týmu pro simulaci plynovodní sítě by mohly provozovatelům umožnit vypracovat normy pro rychlost vstřikování.
V některých dalších systémech by se navíc poté mohl spalovat i vodík spolu se zemním plynem, obě složky by se nemusely oddělovat (různé pece, sušičky, výroba elektřiny…).
Luke S. Baker et al, Transitions From Monotonicity to Chaos in Gas Mixture Dynamics in Pipeline Networks, PRX Energy (2023). DOI: 10.1103/PRXEnergy.2.033008
Zdroj: Los Alamos National Laboratory / Phys.org, přeloženo/zkráceno
Poznámka PH: Komentátor na Phys.org poukazuje na to, že vlivem vodíku může ovšem také v potrubí a čerpadlech docházet ke křehnutí kovů. (V samotném zemním plynu se vodík prakticky nevyskytuje.)
Jak je s tím křehnutím kovů? Platí to jen od určité koncentrace/parciálního tlaku? Za mého mládí v trubkách nebyl zemní plyn, ale svítiplyn, t.j. směs vodíku a oxidu uhelnatého, a trubky to nějak vydržely.
V éře svítiplynu byly trubky často vyráběny z materiálů odolných vůči křehnutí, například z oceli s nízkým obsahem uhlíku nebo z litiny. Někdy byly trubky také pokryty vnitřním povlakem, který minimalizoval kontakt mezi plynem a kovem. Fascinující.
to je myslim velmi dobry postreh, s tim svitiplynem. kdyz jsem se ted ptal plynarniku, tak rikali, ze podle nich by vodik v tom potrubi vadit nemel (snad to, ze v tom dalkovem potrubi je treba vyssi tlak apod. by hrat roli nemelo?). kdyz jsem to ted dohledaval, tak taky vetsinou se o tom riziku krehnuti psalo jako pri vyrobe te oceli, tak mozna pak uz hotove oceli to (tolik?) nevadi? nakonec i samotny vodik se prece skladuje v ocelovych lahvich… tak mozna ta poznamka o krehnuti je mimo?
nevim pri jakych teplotach se plyn v trubkach transportuje, ale docetl jsem se, ze pri vyssich teplotach vodik reaguje s karbidem zeleza za vzniku metanu. zde by za velkeho tlaku metanu ve smesi, se mohla rovnovaha chemicke reakce posunovat ke karbidu a vodiku misto na stranu zeleze a metanu. cimz metan muze branit reakci.