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氫氣可以通過多種方式生產(chǎn)。有些方法比其他方法更具可持續(xù)性，這就是為什么這些過程通常用顏色來表示。三種最常見的生產(chǎn)方法稱為灰氫、藍氫和綠氫。

目前，歐洲大約95%的氫氣是通過蒸汽甲烷重整生產(chǎn)的。蒸汽甲烷重整是一種有效的過程，但不幸的是，它對環(huán)境的破壞很大。用這種方法每生產(chǎn)一公斤氫氣，就會釋放多達7公斤的二氧化碳。

一種更可持續(xù)的替代品是藍色氫。藍色氫的生產(chǎn)與灰色氫基本相同（通過蒸汽甲烷重整），但絕大多數(shù)二氧化碳被捕獲并儲存在地下或被再利用。藍色氫被認為比灰色氫更具可持續(xù)性，但捕獲二氧化碳需要額外的基礎設施和能源。因此，藍氫的成本高于灰氫。

最可持續(xù)，但不幸的是，也是最具挑戰(zhàn)性的替代品是綠色氫。綠色氫氣是通過電解產(chǎn)生的。這種化學反應是通過使用電流將復合物質分離成單一物質的過程。為了生產(chǎn)綠色氫氣，水被分解成氧氣和氫氣。電解和綠色氫目前受到很多關注。當僅使用綠色能源（如風能或太陽能）時，該過程是二氧化碳中性的。


什么是液態(tài)氫？

氫氣是宇宙中最輕的氣體。在正常情況下，它是一種化學元素，符號為H，原子序數(shù)為1，是一種無色、無味、高度易燃氣體。

氫氣以液態(tài)和氣態(tài)兩種形式使用。該氣體的密度為0.08988(kg.m-3)，沸點為-252.9ºC。在其沸點之下，氫氣從氣體冷凝成液體。與大多數(shù)其他氣體相比，氫氣的沸點極低。只有沸點為-268.9ºC的氦具有更低的沸點。

液氫傳輸線

氣態(tài)氫的運輸很復雜；如果可能的話，液態(tài)氫的情況會更加復雜。為了避免浪費并確保最佳安全性，液氫傳輸線必須非常絕緣。

運輸液態(tài)氫時，安全至關重要。低溫液體與氧氣結合會引***炸。如果由于傳輸線泄漏或絕緣不足而釋放出冰冷的液態(tài)氫，則周圍的氧氣很可能會凝結。冷凝的氧氣與液態(tài)氫結合，可能導致危險情況。出于這個原因，液氫傳輸管線的要求比液氧或液氮的傳輸線更嚴格。

真空絕緣(VIP)已被證明是液氫傳輸管線最佳絕緣的首選方法。高真空環(huán)境是通過用雙層壁隔離管道或系統(tǒng)并抽出這些壁之間的所有空氣來創(chuàng)建的。在真空中，幾乎沒有任何分子殘留，這意味著熱量不能從熱的外管（真空夾套）傳遞到冷的內管（工藝管）。因此，大量的周圍熱量被排除在系統(tǒng)或管道之外。



真空絕緣傳輸管有幾個優(yōu)點。首先，高質量的管道提供了非常高的效率，使系統(tǒng)的長期運營成本低于傳統(tǒng)絕緣材料管道的成本。

其次，與傳統(tǒng)絕緣材料（PIR/PUR、Foamglas、Armaflex、Perlite或Misselon）相比，真空絕緣傳輸管線占用的空間更少。雙壁提供的絕緣值非常高，以至于在應用多層材料時只能使用上述材料。這顯著增加了管道的直徑，同時也增加了氧氣冷凝的機會，因為傳統(tǒng)的絕緣材料不那么氣密。真空絕緣不會出現(xiàn)的安全問題。

最后，還有一個好處：在某些特定行業(yè)中，要求液氫傳輸管線配備雙容器以增加安全性（如果工藝管線泄漏，雙容器會吸收它）。

雖然其他絕緣方法需要建造額外的管壁來滿足這一要求，但真空絕緣管自動具有兩層管壁。這使得真空絕緣傳輸管線更加安全、適用范圍更廣，并且是迄今為止最經(jīng)濟的選擇。

液態(tài)氫的應用案例

一旦液化，液態(tài)氫需要分配給最終用戶。本地配送將在所謂的裝貨區(qū)使用罐車進行。裝載區(qū)配備真空絕緣控制閥和安全閥，全部組裝在所謂的閥箱中。這導致占用面積較小。

為了說明這種氫的應用和實現(xiàn)它的設備，Demaco解釋了該公司積極參與的五個項目：


1.SK和現(xiàn)代的氫動力乘用車

市場上已經(jīng)有一些氫燃料汽車。涉及這些汽車生產(chǎn)和推廣的大型項目的一個例子是SK與現(xiàn)代汽車之間的合作。現(xiàn)代生產(chǎn)這些汽車，而SK位于韓國仁川的氫氣工廠生產(chǎn)的氫氣足夠200000輛氫燃料汽車使用。

通過合作，兩家生產(chǎn)商旨在加強氫經(jīng)濟，并與其他各方合作，在政府的支持下建立大規(guī)模的氫基礎設施。

2.ISRO Propulsion Complex (IPRC)，火箭發(fā)動機測試設施

航空航天工業(yè)是液氫的主要用戶之一。除了其他應用外，低溫液體用于發(fā)射火箭和測試火箭發(fā)動機。

印度的蒂魯內爾維利區(qū)是ISRO推進綜合體(IPRC)的所在地。該設施配備了實現(xiàn)印度太空計劃中最先進的推進技術產(chǎn)品所需的功能。ISRO開展的一些活動包括用于發(fā)射器和相關子系統(tǒng)的低溫發(fā)動機的組裝、集成和測試。

3.ASuMED，飛機用超導電機


幾年前，ASuMED項目啟動。該項目得到了歐盟(EUs)Horizon2020計劃的支持，重點是開發(fā)用于商用飛機的全超導電動機。

從2017年項目開始，Demaco就與經(jīng)驗豐富的專家聯(lián)盟合作，開發(fā)出一種比傳統(tǒng)飛機發(fā)動機更輕的超導電機，可顯著減少飛機二氧化碳排放量。

該發(fā)動機基于雙低溫恒溫器概念；因此它包含兩個獨立的低溫恒溫器和兩個獨立的冷卻系統(tǒng)，一個用于轉子，一個用于定子。轉子和定子用液態(tài)氫冷卻。

4.氫動力卡車

除了乘用車，卡車也可以配備氫燃料電池，尤其是長途行駛的重型卡車使用傳統(tǒng)發(fā)動機會產(chǎn)生大量的二氧化碳排放。因此，零排放替代品將對這個行業(yè)的可持續(xù)性產(chǎn)生巨大影響。

戴姆勒卡車是致力于使用氫來實現(xiàn)更可持續(xù)的卡車運輸?shù)目ㄜ囍圃焐讨?。戴姆勒推出的第一款氫動力概念車型是梅賽德?奔馳GenH2卡車。據(jù)說這輛卡車的性能與傳統(tǒng)的柴油動力卡車一樣好，一罐液態(tài)氫可行駛1000多公里。 

原標題：深入：低溫設備如何幫助我們走向氫能社會