La modellazione matematica può mostrare come miscelare in modo sicuro l’idrogeno con il gas naturale per il trasporto nei sistemi di condutture esistenti. Una transizione sicura e affidabile all’idrogeno è una delle soluzioni proposte per il passaggio a un’economia a zero emissioni di carbonio.
“La miscelazione dell’idrogeno in un gasdotto cambia il modo in cui i gas fluiscono, creando nuove condizioni per gli operatori”, ha affermato Anatoly Zlotnik, coautore di un nuovo articolo sulla modellizzazione pubblicato sulla rivista. PRXEnergia. Zlotnik, matematico del Los Alamos National Laboratory, ha esperienza nella modellazione, progettazione e controllo dei sistemi di trasmissione dell’energia. “Il nostro modello mostra che l’iniezione graduale di idrogeno in una rete di gasdotti consente operazioni sicure e prevedibili”.
Utilizzando equazioni alle derivate parziali non lineari, Zlotnik e i suoi colleghi di Los Alamos hanno sviluppato il modello per il trasporto di miscele eterogenee di gas naturale e idrogeno attraverso sistemi di condutture. Secondo il documento, la modellizzazione dell’infrastruttura comprende unità di compressione e regolazione, stazioni di fornitura che iniettano gas nella rete a pressione definita e miscele di idrogeno e stazioni di flusso che prelevano la miscela dalla rete.
Risolvere le sfide legate al funzionamento dei gasdotti
Il trasporto dell’idrogeno nelle reti di gasdotti esistenti consente agli operatori di massimizzare l’utilità di queste strutture estese e costose come parte di una strategia per ridurre le emissioni di combustibili fossili. L’idrogeno è molto più leggero del gas naturale, che è costituito principalmente da metano, quindi la loro miscelazione mette alla prova il funzionamento dei gasdotti in modi nuovi.
Il modello matematico del team di Los Alamos ha determinato che limitare la velocità di variazione dell’iniezione di idrogeno in un gasdotto previene grandi e rapidi cambiamenti di pressione. I metodi del team per simulare una rete di gasdotti potrebbero consentire agli operatori di sviluppare standard sui tassi di iniezione.
L’idrogeno offre numerosi vantaggi come combustibile pulito che non emette anidride carbonica. In una cella a combustibile, l’idrogeno e l’ossigeno creano elettricità per alimentare automobili, camion e strutture. L’idrogeno può anche essere miscelato con gas naturale per essere utilizzato in elettrodomestici come forni e asciugatrici domestiche, oppure può essere bruciato per alimentare impianti di produzione o generare elettricità.
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