高效氢气运输的开创性努力：川崎重工推动创新迈向可持续未来

尽管氢能前景广阔，但其影响仍然取决于能否以经济的方式将燃料从 A 点运送到 B 点。这正是川崎重工的新型 货物围护系统 （CCS）[1]。该容器系统采用双壳结构和先进的隔热材料，有可能使运输大量氢气更加经济。上面的渲染图显示了 160,000³ 液化氢载体。

在成功的基础上 水索边境,[2] 作为世界上第一艘运输液化氢的船，川崎的成果实现了商业用途的大规模运输。它运输氢气的储罐比示范船大得多——如果这种海上运输成为可能，它可以实现经济的大规模分配，并最终降低清洁氢气的成本。

这项技术突破也伴随着数字化壮举：川崎正在持续开发 Suiso 平台，它构建了从生产到使用整个供应链的数字化管理和可视化，以确保氢气的可追溯性。通过解决氢气运输的数字和物理挑战，川崎重工预示了低成本、高容量的分销渠道将如何满足日益增长的全球需求。

对氢经济的更广泛影响

运输液化氢时，热渗透是一个固有挑战。随着容器尺寸的减小，渗透率会增加，当必须保持 -253° C 的温度以保持氢气处于液化状态时，这种情况并不理想。因此，相对较小的存储量需要较高的热性能。真空绝缘膜有助于实现这一点，但也会增加运输成本。

容器越大，体积越大，抗热渗透能力越强，从而降低了隔热和冷却的性能和能源需求。借助不需要真空隔热的 CCS，川崎的开发为液化氢运输带来了新的潜力——更大的运输工具和更具成本效益的隔热材料可以为经济可行的运输开辟道路。它为能源生产商将零排放燃料运送到更需要的地方铺平了道路。

技术创新

作为一艘部署了两年的示范船，Suiso Frontier 拥有一个 1,250 立方米的储罐，该储罐借助真空密封膜层将氢气保持在液化状态。为了在更大容量下实现所需的热性能，川崎需要采用特定的结构概念来确保可靠性和安全性。

其独特的新型 CCS 称为 CC61H 型，采用球形设计，以尽量减少外表面积与体积容量的关系。因此，CC61H 型采用双壳绝缘系统，而不是真空密封层，确保内外双层系统的气体置换和冷却性能。这确保了安全性并降低了运营成本，从而提高了商业可行性。

川崎设计了 CC61H 型测试罐，以适应大型液化氢运输船。每艘船可配备四个 40,000 立方米的罐，总载货量为 160,000 立方米——是 Suiso Frontier 演示测试所用容量的 128 倍。作为广泛验证的一部分，川崎测试了 CC61H 型罐中的气体替换、冷却和加热循环。它还验证了结构完整性，包括装配、焊接和绝缘可操作性。最后，它证实可以使用惰性气体在大型罐内有效替换氢气，并实现预期的绝缘性能。

除了硬件开发之外，建立一个数字框架来证明氢气是低碳的也是必不可少的。为此，Suiso 平台通过一系列服务支持氢气交易。它能够评估排放量和碳强度，支持认证应用，并提供氢气可追溯性的归因数据，等等。

通过该平台，用户可以管理分销渠道以简化交易流程，披露非财务信息，并获得低碳氢能认证。这些功能最终将确保企业能够通过数字化管理追踪监管链，并自信地使用清洁氢能作为业务脱碳的手段。

剩余的挑战

从基础设施角度来看，通过可再生能源电解而不是传统碳氢化合物（当今大多数氢气的来源）生产氢气仍然存在巨大的成本障碍。随着川崎验证液化氢的经济高效运输，它将继续以更经济的方式生产氢气。除此之外，川崎还将开发高效的液化设备和使用氢气的热电联产系统。

提高可行性，提高成本效益

为了降低成本并提高液氢运输的可行性，川崎正在设计满足全球不同需求的液氢运输工具——所有这些都针对罐体形状、绝缘系统和货物容量进行了优化。

氢运输技术的创新对于使新形式的可再生能源更加实用、可及和经济至关重要。事实上，这些努力将使世界更接近可持续的未来。只有这样，社会才能实现对我们共同未来至关重要的净零排放目标。

川崎重工目前的目标是继续开发大型液化氢运输船，并开展示范项目直至2030年。这些项目将支持跨境液化氢海上供应链的更广泛商业化，旨在帮助川崎重工推广氢能并实现碳中和，最终打造更加绿色的地球。

[1] 这篇氢能委员会文章基于川崎的 新闻稿 2023 年 6 月发行

[2] “Suiso”在日语中是“氢”的意思