Khám phá cách Kawasaki Heavy Industries đang cách mạng hóa vận chuyển hydro bằng những cải tiến tiên tiến trong các tàu chở hydro hóa lỏng quy mô lớn, mở đường cho một tương lai bền vững.
Bởi Hội đồng Hydrogen
Với tất cả những lời hứa hẹn về năng lượng hydro, tác động của nó vẫn phụ thuộc vào khả năng di chuyển nhiên liệu một cách hiệu quả về mặt chi phí từ điểm A đến điểm B. Đó chính là lúc hệ thống chứa hàng hóa (CCS) mới của Kawasaki Heavy Industries ra đời. Được trang bị cấu trúc vỏ kép và lớp cách nhiệt tiên tiến, hệ thống chứa này có tiềm năng giúp việc vận chuyển lượng lớn hydro trở nên kinh tế hơn. Hình ảnh kết xuất ở trên cho thấy tàu chở hydro hóa lỏng 160.000 3 .
Tiếp nối thành công của Suiso Frontier, con tàu đầu tiên trên thế giới vận chuyển hydro hóa lỏng, thành tựu của Kawasaki hiện thực hóa vận chuyển hàng loạt cho mục đích thương mại. Nó vận chuyển hydro trong các thùng chứa lớn hơn gấp bội so với tàu trình diễn – và nếu vận chuyển hàng hải như vậy trở nên khả thi, nó có thể hiện thực hóa phân phối hàng loạt tiết kiệm và cuối cùng là giảm chi phí hydro sạch.
Bước đột phá về công nghệ cũng đi kèm với một kỳ tích kỹ thuật số: Kawasaki đang tiếp tục phát triển Nền tảng Suiso, nền tảng này định hình quản lý kỹ thuật số và trực quan hóa toàn bộ chuỗi cung ứng – từ sản xuất đến sử dụng – để đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc hydro. Bằng cách giải quyết các thách thức kỹ thuật số và vật lý của vận chuyển hydro, Kawasaki xem trước kênh phân phối có chi phí thấp hơn, khối lượng lớn hơn sẽ như thế nào để đáp ứng nhu cầu toàn cầu ngày càng tăng.
Ý nghĩa rộng hơn đối với nền kinh tế hydro
Sự thâm nhập nhiệt tạo thành một thách thức cố hữu khi vận chuyển hydro hóa lỏng. Khi kích thước thùng chứa giảm, sự thâm nhập tăng, điều này không lý tưởng khi bạn phải duy trì nhiệt độ -253° C để giữ hydro ở trạng thái hóa lỏng. Do đó, khối lượng lưu trữ tương đối nhỏ đòi hỏi hiệu suất nhiệt cao. Màng cách nhiệt chân không giúp đạt được điều này, nhưng chúng cũng làm tăng chi phí vận chuyển.
Các thùng chứa lớn hơn cung cấp khả năng chống lại sự thâm nhập nhiệt tốt hơn trên cơ sở thể tích, giúp giảm hiệu suất và nhu cầu năng lượng cho cách nhiệt và làm mát. Với CCS không yêu cầu cách nhiệt chân không, sự phát triển của Kawasaki báo hiệu tiềm năng mới cho việc vận chuyển hydro hóa lỏng – nơi các tàu chở lớn hơn với khả năng cách nhiệt hiệu quả hơn về mặt chi phí có thể tạo ra một con đường cho việc vận chuyển khả thi về mặt kinh tế. Nó mở đường cho các nhà sản xuất năng lượng di chuyển nhiên liệu không phát thải đến gần nơi cần đến hơn.
Đổi mới kỹ thuật
Là một tàu trình diễn được triển khai trong hai năm, Suiso Frontier chứa một bồn chứa 1.250 mét khối giữ hydro ở trạng thái hóa lỏng với sự trợ giúp của lớp màng kín chân không. Để đạt được hiệu suất nhiệt mong muốn từ các thể tích lớn hơn, Kawasaki yêu cầu một khái niệm cấu trúc cụ thể để đảm bảo độ tin cậy và an toàn.
CCS mới đặc biệt của nó, được gọi là loại CC61H, sử dụng thiết kế hình cầu để giảm thiểu diện tích bề mặt bên ngoài so với dung tích thể tích. Do đó, loại CC61H sử dụng hệ thống cách nhiệt vỏ kép, không phải lớp kín chân không, đảm bảo hiệu suất thay thế khí và làm mát cho cả hệ thống hai lớp bên trong và bên ngoài. Điều này đảm bảo an toàn và giảm chi phí vận hành, do đó tăng khả năng thương mại.
Kawasaki đã thiết kế bể thử nghiệm loại CC61H phù hợp với các tàu chở hydro hóa lỏng lớn. Mỗi tàu có thể được trang bị bốn bể, mỗi bể có dung tích 40.000 mét khối, tổng sức chứa hàng hóa là 160.000 mét khối – gấp 128 lần thể tích được sử dụng cho thử nghiệm trình diễn của Suiso Frontier. Là một phần trong quá trình xác nhận mở rộng, Kawasaki đã thử nghiệm các chu trình thay thế khí, làm mát và làm nóng trong các bể loại CC61H. Công ty cũng xác minh tính toàn vẹn của cấu trúc, bao gồm lắp ráp, hàn và khả năng cách nhiệt. Cuối cùng, công ty đã xác nhận rằng hydro có thể được thay thế hiệu quả bên trong bể lớn bằng khí trơ, với hiệu suất cách nhiệt đạt được theo đúng kế hoạch.
Bên cạnh các phát triển phần cứng, điều cần thiết là xây dựng một khuôn khổ kỹ thuật số để chứng minh rằng hydro là carbon thấp. Để đạt được mục đích đó, Suiso Platform hỗ trợ giao dịch hydro bằng một bộ dịch vụ. Nó cho phép đánh giá lượng khí thải và cường độ carbon, hỗ trợ các ứng dụng chứng nhận và cung cấp dữ liệu quy kết để truy xuất nguồn gốc hydro, để nêu một vài ví dụ.
Thông qua nền tảng này, người dùng có thể quản lý các kênh phân phối để làm trơn tru quá trình giao dịch, tiết lộ thông tin phi tài chính và nhận được thông tin xác thực cho hydro carbon thấp. Những khả năng như vậy cuối cùng sẽ đảm bảo rằng các công ty có thể theo dõi chuỗi lưu ký thông qua quản lý kỹ thuật số và tự tin sử dụng hydro sạch như một phương tiện khử cacbon cho doanh nghiệp của họ.
Những thách thức còn lại
Về mặt cơ sở hạ tầng, vẫn còn những rào cản đáng kể về chi phí để sản xuất hydro từ quá trình điện phân sử dụng năng lượng tái tạo thay vì hydrocarbon thông thường, nguồn cung cấp phần lớn hydro hiện nay. Khi Kawasaki xác nhận việc vận chuyển hydro hóa lỏng hiệu quả về mặt chi phí, công ty sẽ tiếp tục sản xuất hydro một cách kinh tế hơn. Bên cạnh đó, Kawasaki sẽ phát triển thiết bị hóa lỏng hiệu quả cao và hệ thống đồng phát điện sử dụng khí hydro.
Cải thiện khả năng tồn tại, thúc đẩy hiệu quả chi phí
Để giảm chi phí và cải thiện khả năng vận chuyển hydro lỏng, Kawasaki đang thiết kế các phương tiện vận chuyển đáp ứng nhu cầu khác nhau trên toàn cầu về chất này – tất cả đều được tối ưu hóa về hình dạng thùng chứa, hệ thống cách nhiệt và sức chứa hàng hóa.
Những cải tiến trong công nghệ vận chuyển hydro đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các dạng năng lượng tái tạo mới thực tế hơn, dễ tiếp cận hơn và tiết kiệm hơn. Trên thực tế, những nỗ lực này đưa thế giới đến gần hơn với tương lai bền vững hơn. Chỉ khi đó, xã hội mới có thể đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0, mục tiêu rất quan trọng đối với tương lai chung của chúng ta.
Mục tiêu hiện nay của Kawasaki là tiếp tục phát triển các tàu chở hydro hóa lỏng lớn trong các dự án trình diễn kéo dài đến năm 2030. Các dự án này sẽ hỗ trợ thương mại hóa rộng rãi hơn chuỗi cung ứng hàng hải dành cho hydro hóa lỏng xuyên biên giới, được thiết kế để giúp Kawasaki thúc đẩy năng lượng hydro và đạt được mức trung hòa carbon, hướng đến một hành tinh xanh hơn.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
