Тенденции инновационных решений для снижения рисков при транспортировке водорода с использованием трубопроводов
Аннотация
Сегодня водород, полученный из возобновляемых ресурсов, это не только перспективный энергоноситель, снижающий зависимость от ископаемого топлива, но и важный фактор в борьбе с глобальным потеплением, сокращающий вредные выбросы в атмосферу. Успешность масштабного использования водорода зависит от способа его передачи потребителям. Общепризнанным и приоритетным является трубопроводная транспортировка. Предложенная статья представляет собой аналитический обзор инновационных решений, направленных на обеспечение безопасности транспортировки водорода по трубопроводу. Приведен механизм водородной хрупкости металлов, которая ухудшает их механические свойства, что приводит к утечке водорода в стальных трубопроводах. Рассмотрены созданные технические решения, способные обеспечить безопасную транспортировку водорода, среди которых новые функциональные материалы для производства стальных и полимерных трубопроводов. Показана возможность транспортировки водорода совместно с природным газом с использованием как стальных, так и полимерных трубопроводов. Уделено внимание вопросу контроля утечки и накопления водорода при эксплуатации магистрального трубопровода.
Литература
Li J., Song F., & Zhang X. (2024). A review on hazards and risks to pipeline operation under transporting hydrogen energy and hydrogen-mixed natural gas. Science and Technology for Energy Transition.79(6), 1‒13. https://doi.org/10.2516/stet/2024004.
Genovese, M., Schlüter, A., Scionti, E., Piraino, F., Corigliano, O., & Fragiacomo, P. (2023). Power-to-hydrogen and hydrogen-to-X energy systems for the industry of the future in Europe. International Journal of Hydrogen Energy, 48(44), 16545‒16568. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.01.194
Ozcanli M., Bas O., Akar M., Yildizhan S., & Serin H. (2018) Recent studies on hydrogen usage in Wankel SI engine. Int. J. Hydrogen Energy, 43, 18037‒18045. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.01.202.
Filippov S.P., & Yaroslavtsev A.B. (2021). Hydrogen energy: development prospects and materials. Advances in Chemistry. 90(6), 627‒643 (in Russ.). https://doi.org/10.1070/RCR5014.
KindraV, Maksimov I, OparinM., ZlyvkoO., & Rogalev A. (2023). Hydrogen Technologies: A Critical Review and Feasibility Study.Energies, 16(14), 5482; https://doi.org/10.3390/en16145482.
Hydrogen Pipeline Market. https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/hydrogen-pipeline-market-154873652.html
Akbar Dauletbay. (2024). Transportation of Hydrogen: Hydrogen Usage. In book: Hydrogen Technologies – Advances, Insights, and Applications. 109. https://doi.org/10.5772/intechopen.1005066
Hagen . A. B., A. & Alvaro A. (2020). Report. Hydrogen Influence on Mechanical Properties
InPipelineSteel.114.https://www.sintef.no/en/publications/publication/1958342/.
Abebe B. A., & Altuncu E. (2024), A Review on hydrogen embrittlement behavior of steel structures and measurement methods. International advanced researches and engineering journal.8(2), 91‒110.https://doi.org/10.35860/iarej.1414085.
Campari A., UstolinF., Alvaro A., & Paltrinieri N. (2023). A review on hydrogen embrittlement and risk-based inspection of hydrogen.International Journal of Hydrogen Energy 48(90),.35316‒35346. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.05.293.
Shang J., Chen W., Zheng J., Hua Z., Zhang L., Zhou C., & Gu C. (2020). Enhanced hydrogen embrittlement of low-carbon steel to natural gas/hydrogen mixtures. ScriptaMaterialia, 189, 67‒71. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.08.011.
Barrera O., Bombac D., Chen Y., Daff T. D., Galindo-Nava E., Gong P., Haley D., Horton R., Katzarov I., Kermode J. R., Liverani C., Stopher M., & Sweeney F. (2018). Understanding and mitigating hydrogen embrittlement of steels: a review of experimental, modelling and design progress from atomistic to continuum. Journal of Materials Science.53(9). 6251–6290. https://doi.org/10.1007/s10853-017-1978-5.
Pat. 117144269, CN, 2023.
WO2024171518, 2024.
Pat. 113103613, CN, 2022.
Pat. 113464732, CN, 2023.
Pat. 20230341075, US, 2023.
Pat. 114962804, CN, 2022.
WO2024133959, 2024.
Pat.20240263721,US, 2024.
Pat. 20240304611, US, 2024.
Pat.2626801, GB, 2024.
Pat. 2016135833, JP, 2016.
Pat.20240399720, US, 2024.
Pat. 115654227, CN, 2023.
WO2023185141, 2023.
Pat. 0002761477, RU, 2021.
Pat. 116837286, CN, 2023.
Pat. 114484098, CN, 2022.
Pat. 219955069, CN, 2023.
Pat.116263236, CN, 2023.
Pat. 4394345, EP, 2024.
Pat. 114720069, CN, 2022.
Pat. 116336388, CN, 2023.
Pat, 20240384840, US, 2024.
Copyright (c) 2025 Р. А. Исмайлова, Э.Н. Алиев, С.А. Герайбейли
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
