Використання H2 у газопроводах може спростити перехід до водневої енергетики.
Однак чи математика є відповіддю на безпечне та ефективне змішування водню з природним газом у трубопроводах? Математичне моделювання, проведене Національною лабораторією Лос-Аламоса (LANL), продемонструвало, що математика може показати, як безпечно змішувати водень із природним газом для транспортування в існуючій інфраструктурі трубопроводів.
Математичне моделювання може гарантувати надійність змішування.
Гарантія такої надійності підвищує роль водню в енергетичному переході, сприяючи переходу до економіки з нульовим виходом.
Нова стаття, в якій детально описується математичне моделювання дослідників LANL, показала, що вони використовували нелінійні диференціальні рівняння в частинних похідних для розробки моделі транспортування гетерогенних сумішей природного газу та водню через системи трубопроводів.
Відповідно до статті “Transitions from Monotonicity to Chaos in Gas Mixture Dynamics in Pipeline Networks” – «Перехід від монотонності до хаосу в динаміці газової суміші в трубопровідних мережах», опублікованої в журналі PRX Energy, моделювання інфраструктури змішування водню з природним газом включає:
• Блоки компресора та регулятора.
• Станції живлення, призначені для закачування газу в мережу під певним тиском і водневих сумішей.
• Проточні станції, які відбирають суміш з мережі.
«Змішування водню в трубопроводі природного газу змінює спосіб потоку газів, що створить нові умови для операторів», — сказав Anatoly Zlotnik, математик з Національної лабораторії Лос-Аламоса, який має досвід моделювання, проектування та керування системами передачі енергії та співавтор статті. «Наше моделювання показує, що поступове введення водню в мережу газопроводу забезпечує безпечну, передбачувану роботу».
Математичне моделювання вирішує проблеми змішування водню з природним газом.
Однією з проблем змішування водню з природним газом є те, що водень набагато легший за природний газ, який переважно складається з метану.
Математичне моделювання команди LANL показало, що обмеження швидкості зміни впорскування водню в трубопровід природного газу запобігатиме великим швидким змінам тиску. Цей метод стимулювання трубопровідної мережі може відкрити двері операторам для розробки стандартів швидкості нагнітання.
Транспортування водню в існуючій інфраструктурі.
Завдяки можливості транспортувати водень у існуючих мережах газопроводів це дає операторам можливість максимізувати корисність цих великих і дорогих об’єктів, одночасно знижуючи викиди вуглецю.
Змішування водню з природним газом розширює переваги водню для інших цілей, у тому числі для спалювання на виробничих потужностях, виробництва електроенергії та навіть для використання в побутових приладах, таких як печі та сушарки.