Ученые из Лос-Аламоса создали модель транспортировки газовых смесей по трубам

Математическое моделирование позволяет показать, как безопасно смешивать водород с природным газом для транспортировки в существующих трубопроводных системах. Безопасный и надежный переход на водород является одним из предлагаемых решений для перехода к экономике с нулевым уровнем выбросов углерода. 

Подмешивание водорода в газопровод изменяет характер движения газов, что создает новые условия для операторов, — сказал Анатолий Злотник, соавтор новой статьи о моделировании, опубликованной в журнале PRX Energy.

Злотник, математик из Лос-Аламосской национальной лаборатории, имеет опыт моделирования, проектирования и управления системами передачи энергии.

Наше моделирование показывает, что постепенное впрыскивание водорода в газопроводную сеть обеспечивает безопасную и предсказуемую работу.

Используя нелинейные дифференциальные уравнения, Злотник и его коллеги из Лос-Аламоса разработали модель транспортировки гетерогенных смесей природного газа и водорода по трубопроводным системам. Моделирование инфраструктуры включает в себя компрессорные и регуляторные установки, станции подачи, закачивающие в сеть газ под определенным давлением и водородные смеси, и станции отвода смеси из сети, говорится в статье.

Решение проблем эксплуатации трубопроводов

Транспортировка водорода по существующим сетям газопроводов позволяет операторам максимально эффективно использовать эти масштабные и дорогостоящие объекты в рамках стратегии по сокращению выбросов углекислого газа из ископаемых видов топлива. Водород намного легче природного газа, состоящего в основном из метана, поэтому их смешивание по-новому затрудняет работу трубопроводов.

Математическое моделирование, проведенное группой специалистов из Лос-Аламоса, показало, что ограничение скорости изменения впрыска водорода в газопровод позволит избежать сильных и быстрых изменений давления. Разработанные группой методы моделирования трубопроводной сети могут позволить операторам разработать стандарты на скорость закачки водорода.

Водород обладает рядом преимуществ как экологически чистое топливо, не выделяющее углекислого газа. В топливных элементах водород и кислород образуют электроэнергию для питания легковых и грузовых автомобилей и оборудования. Водород также может смешиваться с природным газом для использования в таких приборах, как бытовые печи и сушилки, или сжигаться для питания производственных мощностей или выработки электроэнергии.

24.08.2023