NL2021659B1

NL2021659B1 - Werkwijze en systeem voor distributie van waterstof

Info

Publication number: NL2021659B1
Application number: NL2021659A
Authority: NL
Inventors: Markus Sander; Bremer Rob
Original assignee: Alliander N V
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-05-07
Also published as: WO2020060399A1; EP3853515A1

Abstract

Werkwijze voor het distribueren van brandstof, omvattende transport vanaf een brandstof-productieinrichting naar ten minste een tankstation, bijvoorbeeld een transportmiddeltankstation, waarbij de te transporteren brandstof in hoofdzaak bestaat uit waterstof, waarbij de brandstof door middel van een transportmedium door een transportnetwerk (N) wordt getransporteerd, waarbij de waterstof ten minste deels uit het transportmedium wordt gescheiden alvorens de brandstof aan het tankstation wordt toegevoerd. De uitvinding biedt voorts een systeem voor het het distribueren van brandstof.

Description

Titel: Werkwijze en systeem voor distributie van waterstof

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en systeem voor distributie van waterstof.

Verschillende werkwijzen voor distributie van waterstof zijn bekend. Waterstof kan in vloeibare vorm of gasvormig worden getransporteerd. Voordeel van gastransport is dat geen speciale voorzieningen noodzakelijk zijn om de waterstof vloeibaar te maken (hetgeen doorgaans geschied door koeling), een nadeel is het hogere transportvolume per energie-eenheid.

Voor distributie naar voertuig-tankstations wordt waterstof doorgaans, gasvormig onder een hoge druk, getransporteerd in daarvoor geschikte transporttrailers, welke lokale tankstations van de waterstof voorzien. Op deze manier kunnen diverse, onderling op afstand geplaatste tankstations worden bijgevuld met waterstof, opdat voertuigen -lokaal- via de tankstations kunnen worden bijgevuld. Nadeel is dat het trailerwegtransport vereist, hetgeen relatief kostbaar en inefficiënt is.

Een andere vorm van gastransport omvat het transport van aardgas naar huishoudens en andere aardgasverbruikers, via een landelijk dekkend aardgastransport-netwerk. Verbranding van aardgas leidt echter tot emissie van koolstofdioxide. Waterstof wordt daarom gezien als een mogelijke vervanger van aardgas. Zo is het bijvoorbeeld bekend om een gasvormig mengsel van waterstof en aardgas, ook wel Hydrogen Enriched Natural Gas (HENG) genoemd, te transporteren via gasleidingen, om stroomafwaartse HENG-gebruikers (bijvoorbeeld voor een dergelijk mengsel geschikte CV-ketels) van brandstof te voorzien. Bij een dergelijke systeem dienen gasverbranding-verwarmingsinrichtingen van de eindgebruikers vanzelfsprekend geschikt te zijn om de alternatieve brandstof te kunnen verbranden.

De onderhavige uitvinding beoogt een verbeterde werkwijze, en systeem, voor distributie van waterstof. In het bijzonder beoogt de uitvinding een werkwijze waarmee een aantal tankstations op efficiënte wijze van waterstof kan worden voorzien.

Volgens de uitvinding wordt hiertoe een werkwijze voorzien welke wordt gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 1.

Volgens een aspect van de uitvinding omvat een werkwijze voor het distribueren van brandstof transport vanaf een brandstofproductieinrichting naar ten minste een tankstation, bijvoorbeeld een transportmiddel-tankstation, waarbij de te transporteren brandstof in hoofdzaak bestaat uit waterstof, waarbij de brandstof door middel van een transportmedium door een transportnetwerk wordt getransporteerd, waarbij de waterstof ten minste deels uit het transportmedium wordt gescheiden alvorens de waterstof aan het tankstation wordt toegevoerd.

Aldus kan waterstof op efficiënte wijze over relatief lange afstand (bijv, tientallen kilometers) worden getransporteerd, onder gebruikmaking van (in het bijzonder gemengd met) een transportmedium, om vervolgens geheel of gedeeltelijk lokaal uit het transportmedium te worden gescheiden/verwijderd ten behoeve van doorgifte aan c.q. gebruikmaking door het tankstation. Op deze manier kan de inzet van aparte water stoftransporttrailers worden beperkt of geheel vermeden, met bijkomstige voordelen van dien.

Volgens een extra voordelige uitwerking van de uitvinding wordt een reeds bestaande gastransport-infrastructuur ingezet om het mengsel van de waterstof en het transportmedium te transporteren. Deze infrastructuur kan bijvoorbeeld een aardgas-transportnetwerk omvatten, waarbij het transportmedium in hoofdzaak uit aardgas bestaat.

De waterstof wordt volgens een extra voordelige uitwerking in gasvormige toestand getransporteerd (te weten in in het transportmedium gemengde toestand) door het netwerk. Het transportmedium is bij voorkeur tevens gasvormig, en kan uit een of meer transportmedium-gassen bestaan.

Het transportmedium als zodanig kan bijvoorbeeld een gas of gasmengsel omvatten van in hoofdzaak methaan (bijvoorbeeld voor meer dan 70 volume% methaan, in het bijzonder ten minste 80 volumeprocent methaan), waarbij het transportmedium ook andere gassen kan bevatten, bijvoorbeeld andere koolwaterstoffen (ethaan, propaan, butaan, pentaan en/of butaan), stikstof en koolstofdioxide (bij voorkeur minder dan 1 volume% koolstofdioxide). Het te gebruiken transportmedium kan zelfs reeds een beperkte hoeveelheid waterstof bevatten alvorens het transportmedium van de te transporteren waterstof wordt voorzien.

Verder kan het transportmedium als zodanig bijvoorbeeld een gas of gasmengsel omvatten van een of meer (bij kamertemperatuur en atmosferische druk) niet-brandbare gassen. Volgens een extra voordelige uitwerking van de uitvinding bestaat het transportmedium voor ten minste 50 voluine% uit stikstof (chemische formule N2). en bij voorkeur voor ten minste 90 volume % uit stikstof, bijvoorbeeld voor ten minste 98 volume% of ten minste 99 volume % uit stikstof. In plaats van en/of additioneel aan stikstof kunnen bijvoorbeeld een of meer andere gassen worden gebruikt in het transportmedium (bijvoorbeeld een inert gas, argon en/of koolstofdioxide).

Verschillende transportdrukken kunnen worden toegepast in het transportnetwerk, bijvoorbeeld gebruikelijke transportdrukken van aardgas in een aardgasnetwerk. Zo kan een in het transportnetwerk heersende druk, langs ten minste een deel van een brandstoftransportpad, hoger zijn dan 5 bar, bijvoorbeeld hoger dan 50 bar. De druk in het transportnetkwerk kan zijn begrensd tot een maximale druk, bijvoorbeeld onder gebruikmaking van drukbegrenzende middelen, hetgeen de vakman duidelijk zal zijn.

Volgens een nadere uitwerking wordt het transportmedium voorzien van een relatief kleine hoeveelheid waterstof. Het transportmedium kan bijvoorbeeld van maximaal 20 volume% waterstof worden voorzien, en bij voorkeur maximaal 10 volume% waterstof, ten behoeve van het waterstoftransport. Dit is bijvoorbeeld voordelig wanneer het transportmedium zelf een tweede brandstof omvat (bijvoorbeeld methaan en/of aardgas), welke tweede brandstof op een of meer andere locaties dient te worden afgegeven. Opgemerkt wordt hierbij, dat een genoemd tankstation bijvoorbeeld kan zijn ingericht om waterstof te leveren (via een of meer respectieve waterstofafgifteinrichtingen) alsmede om een dergelijke tweede brandstof te leveren (via een of meer respectieve brandstofafgifteinrichtingen). Verder wordt hierbij op gemerkt dat een genoemde tweede brandstof bijvoorbeeld op zichzelf een brandstofmengel kan zijn dat onder meer (moleculaire) waterstof bevat, naast andere brandbare gassen zoals bijvoorbeeld fossiele brandstoffen (bijv, methaan).

De genoemde tweede brandstof kan voorts bijvoorbeeld via het transportnetwerk worden geleverd aan andere eindgebruikers, bijvoorbeeld centrale-verwarmingsketels van een of meer gebouwen of dergelijke. In laatstgenoemde geval kan het voordelig zijn wanneer de tweede brandstof van de waterstof wordt gescheiden, opdat relatief weinig of geen waterstof die eindgebruikers (van tweede brandstof) bereikt, opdat conventionele (niet voor waterstofverbranding geschikte) tweede-brandstof-gebruikers naar behoren kunnen blijven functioneren. De genoemde scheiding van waterstof uit de tweede brandstof, om die tweede brandstof te leveren aan respectieve eindgebruikers, kan bijvoorbeeld zodanig zijn dat die tweede brandstof maximaal 35 volume% bevat, en in het bijzonder maximaal 10 volume% waterstof bevat, bijvoorbeeld maximaal 5 volume% (bijvoorbeeld maximaal 2 volume%).

Volgens een alternatieve uitwerking wordt het transportmedium voorzien van een relatief grote hoeveelheid te transporteren waterstof. Het transportmedium kan bijvoorbeeld van minimaal 20 volume% waterstof worden voorzien, en bij voorkeur minimaal 30 volume% waterstof, ten behoeve van het waterstoftransport. Dit is bijvoorbeeld voordelig bij een relatief grote vraag aan waterstof in stroomafwaartse delen van het netwerk, bijvoorbeeld indien een relatief groot aantal tankstations van waterstof dient te worden voorzien. Ook in dat geval kan het transportmedium zelf een genoemde tweede brandstof omvatten (bijvoorbeeld methaan en/of aardgas en/of biogas), en ook in dat geval kan het voordelig zijn wanneer die tweede brandstof van de waterstof wordt gescheiden, voor levering aan eindgebruikers van die tweede brandstof.

Het is verder voordelig in dien zich uit het transportnetwerk de van het transportmedium gescheiden waterstof lokaal, tijdelijk, wordt opgeslagen. Zo kan bijvoorbeeld stroomafwaartse, lokale opslag van de waterstof, in het bijzonder bij of nabij een te bevoorraden tankstation, worden toegepast, opdat waterstof wordt gebufferd om continue bevoorrading van het tankstation te kunnen bewerkstelligen. Het verdient dan de voorkeur wanneer de (te bufferen) waterstof wordt gecomprimeerd om onder hoge druk lokaal te worden op geslagen, bijvoorbeeld een druk van ten minste 100 bar of meer, bijvoorbeeld ten minste circa 300 bar.

Alternatief, of additioneel, wordt de waterstof lokaal in verscheidene hogedruk opslaghouders (bijvoorbeeld gascilinders) opgeslagen. In elk van de gevallen kunnen een of meer waterstofleidingen worden voorzien om de lokaal opgeslagen waterstof, bij tankstatiojnwaterstofvraag, aan het tankstation af te voeren ten behoeve van het tanken van eindgebruikers.

Bij lokale opslag van de waterstof in een of meer aparte gashouders kunnen dergelijke houders, volgens een voordelige uitwerking van de uitvinding, vast op en/of in een bodem opgestelde gashouders omvatten, opdat een relatief groot opslagvolume kan worden geleverd..

Alternatief of additioneel kunnen, bij lokale opslag van de waterstof in aparte gashouders, dergelijke houders op zichzelf mobiele/verplaatsbare gashouders omvatten (welke niet aan/in een ondergrond zijn gefixeerd). Een dergelijke verplaatsbare gashouder kan bijvoorbeeld een relatief lichtgewicht waterstof-transporthouder zijn, welke bijvoorbeeld door niet meer dan een of twee personen draagbaar is, en/of welke verplaatsbaar onder gebruikmaking van een steekwagen. Een voorbeeld van een dergelijke aparte gashouder is een losse gascihnder. Door toepassing van dergehjke aparte, verplaatsbare gashouders (om de waterstof in te tanken) kan de waterstof naar specifieke afgiftelocaties of afgifteposities worden gebracht, op afstand van het tankstation.

Verder kan, volgens een nadere uitwerking van de uitvinding, een genoemde verplaatsbare (losse) waterstofhouder worden toegepast als brandstoftank voor een genoemd vervoermiddel. In dat geval kan het vervoermiddel zijn ingericht om een of meer met waterstof gevulde waterstofhouders te ontvangen, bij voorkeur in een stabiele positie, om zich vervolgens met de houder(s) te verplaatsen onder gebruikmaking (afgifte) van zich in die houder(s) bevindende waterstof.

Voorts biedt de uitvinding een systeem voor transport van waterstof, bijvoorbeeld ingericht voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het systeem omvat:

-een gastransportnetwerk omvattende ten minste een transportleiding;

-ten minste een transportmedium-bron, welke is ingericht om op het netwerk te worden aangesloten om een transportmedium aan genoemde transportleiding toe te voeren;

-ten minste een waterstofbron, welke is ingericht om op het netwerk te worden aangesloten, in het bijzonder stroomafwaarts aan genoemde transportmedium-bron, om waterstof aan het transportmedium toe te voeren;

-ten minste een waterstofscheidingsinnchting, welke is ingericht om op het netwerk te worden aangesloten, stroomafwaarts van genoemde waterstofbron, waarbij de scheidingsinrichting is uitgevoerd om zich in het transportmedium bevindende waterstof in hoofdzaak uit dat medium te verwijderen; en

-een waterstofafvoer en/of waterstofopslag voor ontvangst van door de scheidingsinrichting geleverde waterstof.

Op deze manier kunnen bovengenoemde voordelen worden bereikt. In het bijzonder kan het systeem waterstof op efficiënte en economisch gunstige wijze veilig over relatief grote afstanden transporteren, om stroomafwaartse tankstations (bijvoorbeeld voor het bijvullen van transportmiddelen) van waterstof te voorzien, zonder toepassing van waterstoftrailers.

Bij voorkeur omvat het systeem een of meer lokale opslaghouders voor het opslaan van de, van het transportmedium gescheiden waterstof. Zoals genoemd kan een dergelijke houder bijvoorbeeld een vast opgestelde (niet-verplaatsbare) houder omvatten ten behoeve van lokale waterstofafgifte, of bijvoorbeeld een houder die wel verplaatsbaar is ten behoeve van waterstof-afgifte elders.

Nadere, extra voordelige uitwerkingen van de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies. De uitvinding zal thans worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en de tekening. Daarin toont:

Figuur 1 schematisch een systeem volgens een niet-limitatief uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding; en

Figuur 2 toont schematisch een gasontvangststation van het in Figuur 1 getoonde systeem.

Figuur 1 toont schematisch een systeem voor distributie van waterstof. Het onderhavige systeem omvat een gastransportnetwerk N. Het netwerk N kan voor een groot deel een bestaand aardgastransportnetwerk omvatten (bij voorbeeld de reeds aangelegde gastransportleidingen van een bestaand netwerk), en kan zijn voorzien van een groot aantal gasleidingen 1, 2, 3, 4, 5, bijvoorbeeld een of meer hoofdleidingen 2, 3 en daarvan afgetakte verdeelleidingen 4 (waarvan een is weergegeven).

Het gastransportnetwerk N kan bijvoorbeeld zijn voorzien van verscheidene netwerkdelen KI, K2, LI, L2 welke door regelstations 12, 13 zijn gescheiden (en gekoppeld ten behoefte van gasdoorgifte van stroomopwaartse naar stroomafwaartse netwerkdelen).

Het genoemde hogedrukdeel KI, K2 van het gasnetwerk N kan bijvoorbeeld een landelijk, lange-afstand transportdeel omvatten (voor transport over een afstand van meer dan 50 km, bijvoorbeeld ten minste 100 km). Zoals voor de vakman duidelijk zal zijn kan het hogedrukdeel veder zijn voorzien van een of meer mengstations (niet weergegeven) voor het mengen en/of controleren van binnenkomend gas, en een of meer compressorstations voor het op druk brengen en/of op druk houden van door dat netwerkdeel KI, K2 stromend gas.

In het onderhavige voorbeeld is het hogedruknetwerkdeel aangesloten op een of meer stroomopwaartse transportmedium-bronnen S. Een dergelijke bron S levert een gasvormig transportmedium aan een respectief transportdeel 1 van het netwerk. In het uitvoeringsvoorbeeld is het aan het netwerk N toe te voeren transportmedium op zichzelf een gasvormige brandstof, bijvoorbeeld een methaan bevattende brandstof (bijvoorbeeld aardgas en/of biogas), zoals hierboven is genoemd.

Het gastransportnetwerk kan stroomafwaarts van het hogedrukdeel KI, K2 (met respectieve hogedruk-gastransporteidingen 2, 3), een aantal op het hogedrukdeel aangesloten regionale netdelen LI, L2 omvatten. In dergelijke netdelen LI, L2 kan tijdens gebruik een significant lagere transportdruk heersen dan in een in het hogedrukdeel heersende transportdruk

Een hogedruknet-regelstation 12 kan zijn ingericht om het gas vanuit een stroomopwaarts netdeel KI aan een afgetakt lagedruknetwerkdeel LI te leveren, en bijvoorbeeld voor het regelen van gasdruk in dat lagedrukdeel LI. Een dergelijk hogedruknet-regelstation 12 kan een meet-en-regelstation omvatten.

Het uitvoeringsvoorbeeld bevat verder een aantal regelstations 13 (waarvan een is weergegeven), ook wel ‘gasontvangststation’ genoemd, dat het lagedrukdeel van het netwerk verdeelt voor gasafgifte naar eindgebruikers (bijvoorbeeld een aantal verwarmingsinrichtingen Q), via een respectief eindgebruikernetwerk 5.

Voor de vakman zal duidelijk zijn dat verschillende gastransportdrukken kunnen worden toegepast in de diverse netwerkdelen KI, K2, LI, L2. Zo kan een in een genoemd hogedrukdeel KI, K2 heersende druk hoger zijn dan 50 bar, bijvoorbeeld hoger dan circa 60 bar (en bijvoorbeeld maximaal 100 of maximaal 200 bar). Een in een genoemd lagedrukdeel LI, L2 heersende druk kan bijvoorbeeld lager zijn dan 50 bar, bijvoorbeeld maximaal circa 40 bar. In het onderhavige voordbeeld omvat het lagedrukdeel een stroomopwaarts deel LI (bijvoorbeeld een regionaal transportnetwerk).

In het voorbeeld is een genoemd lagedrukdeel-regelstation (‘gasontvangststation’) 13 ingericht om de gasdruk verder te verlagen, bijvoorbeeld om te bewerkstelligen dat zich in stroomafwaartste netwerkdelen L2 heersende druk lager is dan 20 bar, bijvoorbeeld een druk van maximaal 10 bar (bijvoorbeeld circa 8 bar).

Het systeem is ingericht voor transport van waterstof. Daartoe is ten minste een waterstofbron B voorzien, welke is ingericht om op het netwerk te worden aangesloten, via een invoerstation 11, in het bijzonder stroomafwaarts aan genoemde transportmedium-bron S, om de te transporteren waterstof aan het transportmedium toe te voegen (i.e. om een waterstof-transportmedium mengsel te vormen) . Een genoemde waterstofbron B kan op zichzelf op verschillende manieren zijn uitgevoerd hetgeen de vakman duidelijk zal zijn, en bijvoorbeeld een of meer waterstofopwekkers (bij voorkeur ingericht om waterstof op te wekken op een milieuvriendelijke manier, bij voorbeeld onder gebruikmaking van windenergie, zonne-energie en/of waterkracht, zonder uitstoot van koolstofdioxide) en/of waterstofopslaginrichtingen omvatten.

Het waterstofinvoerstation 11 kan zijn ingericht om aangevoerd waterstof met aangevoerd transportmedium te mengen, bij voorkeur naar een voorafbepaaide mengverhouding, om het aldus gevormde gasmengsel aan stroomafwaarts delen van het netwerk door te voeren.

Het systeem is voorts voorzien van ten minste een waterstofscheidingsinrichting F, welke op het netwerk is aangesloten, stroomafwaarts van genoemde waterstofbron B. De waterstofbron B is in dit voorbeeld aangesloten op een hogedrukdeel KI van het transportnetwerk N aangesloten.

Elke genoemde waterstofscheidingsinrichting F kan op verschillende locaties van het transportnetwerk N aan dat netwerk zijn aangesloten.

In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld maakt de waterstofscheidingsinrichting F deel uit van een genoemd regelstation (‘gasontvangststation’) 13. De scheidingsinrichting F is uitgevoerd om zich in het transportmedium bevindende waterstof in hoofdzaak uit dat medium te verwijderen. De scheidingsinrichting F kan hiertoe op verschillende manieren zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld met geschikte waterstoffilters of fdtermiddelen, membraanscheider, een elektrochemische compressor, of dergelijke hetgeen de vakman duidelijk zal zijn.

Alternatief of additioneel kan een dergelijke waterstofscheidingsinrichting F’ (met streeplijnen getekend) bijvoorbeeld aan een hogedrukdeel KI, K2 van het netwerk zijn gekoppeld.

Alternatief of additioneel kan een dergelijke waterstofscheidingsinrichting F” (met streeplijnen getekend) bijvoorbeeld stroomopwaarts ten opzichte van een genoemde gasontvangststation 13 zijn opgesteld en aan het netwerk zijn gekoppeld, bijvoorbeeld aan een genoemd lagedruk deel LI van het netwerk..

Het systeem is voorzien van een of meer brandstof-afgiftestations, in het bijzonder een of meer voertuigtankstations T welke bij respectieve voertuigtanklocaties zijn opgesteld (een bij te tanken voertuig of ander transportmiddel VH is schematisch weergeven).

Elk brandstofafgiftestation T kan op verschillende manieren zijn uitgevoerd. Volgens een niet-limiterende uitvoering kan het station T bijvoorbeeld zijn voorzien van een of meer tankinrichtingen, omvattende een flexibele brandstofleiding tl met afsluiter t2 welke op een brandstofontvangende inrichting (bijvoorbeeld voertuig VH) aansluitbaar is om die inrichting VH bij te tanken. De flexibele brandstofleiding tl met afsluiter t2 zijn daartoe bij voorkeur ingericht om een gasdichte koppeling met een tankinlaat van de brandstof-ontvangende inrichting VH te vormen, tijdens het tanken, welke koppeling handmatig losneembaar is na het tanken.

Daarnaast kan een genoemd brandstofafgiftestation T bijvoorbeeld zijn ingericht voor het vullen van aparte, verplaatsbare waterstofhouders 14’ (bijvoorbeeld hogedrukgascilinders), welke aparte waterstofhouders 14’ na het vullen op zichzelf van het tankstation T verwijderbaar zijn om op een locatie elders (op afstand van het tankstation) te worden gebruikt ten behoeve van waterstofafgifte. Een bijzondere uitvoering omvat toepassing van een dergelijke aparte waterstofhouder 14’ als losse brandstoftank van een transportmiddel VH.

Het systeem omvat bij voorkeur een of meer waterstofafvoeren 6, 6’, 6” en een of meer waterstofopslaginrichtingen 14, 14’ voor ontvangst van door de een of meer scheidingsinrichtingen F, F’, F” geleverde waterstof. De waterstofgasafvoer 6 omvat in dit voorbeeld een waterstoftransportleiding welke zich van het regelstation/gasontvangststation 13 naar het tankstation T uitstrekt. De waterstofopslag 14 is aan deze afvoer 6 gekoppeld voor het lokaal opslaan van de geleverde waterstof, in het bijzonder om waterstof te bufferen voor zodat continuïteit van lokale waterstoflevering kan worden gewaarborgd.

Zoals verder uit de tekening volgt, kunnen andere of alternatieve scheidingsinrichtingen F’, F” bijvoorbeeld via respectieve waterstofafvoerleidingen 6, 6” (met streeplijnen getekend) aan een of meer (vaste) waterstofopslaginrichtingen 14 zijn gekoppeld (voor het bijvullen van die opslaginrichtingen).

Zoals uit Figuren 1, 2 volgt kan het gasontvangststation 13 bijvoorbeeld zijn voorzien van een by-passdoorvoer met regelaar/afsluiter 15, om gasdoorgifte om te leiden om de scheidingsinrichting F. Via deze by-pass kan een aangevoerd transportmedium (in dit geval een genoemde tweede brandstof) direct naar stroomafwaartse eindgebruikers Q (van dergelijke tweede brandstof) worden toegevoerd.

Het gasontvangststation omvat 13 voorts een afsluiter 16, voor regelen van aan de scheidingsinrichting F toe te voeren gasstroom.

Zoals uit de tekening volgt kan het gasontvangsstation 13 diverse andere regelaars/afsluiters 17, 18 en stroomregelmiddelen omvatten, in een stroomafwaarts regeldeel 19, voor het regelen van aan een of meer eindgebruikerleidingen (i.e. een eindgebruikernetwerk) 5 toe voeren gas.

Bij voorkeur is de waterstofscheidingsinrichting F ingericht om zich in (aan die inrichting F) aangevoerd transportmedium bevindende waterstof voor ten minste 50 volume% uit dat transportmedium te verwijderen. De waterstofscheidingsinrichting F kan bijvoorbeeld zijn ingericht om in hoofdzaak pure waterstof (bij voorkeur in gasvorm) af te geven, in het bijzonder een uit ten minste 95 volume% en meer in het bijzonder ten minste 98 of 99 volume% bestaande waterstof-brandstof.

Volgens een nadere uitwerking is het gastransportnetwerk is voorzien van verscheidene hogedruk netwerkdelen KI, K2, welke op zichzelf door regelstations 12 zijn gescheiden, waarbij ten minste een van genoemde regelstations 12 kan zijn ingericht om doorvoer van waterstof aan een stroomafwaarts netwerkdeel te regelen, bijvoorbeeld om een eerste stroomafwaarts netwerkdeel LI wel van waterstof te voorzien en om een tweede stroomafwaarts netwerkdeel K2 niet, of in mindere mate, van waterstof te voorzien. In het voorbeeld is het regelstation 12 ingericht om in hoofdzaak geen waterstof door te geven aan een tweede, stroomafwaarts hogedruk netwerkdeel K2. Op deze manier kan, door een waterstof bron B geleverde waterstof, naar een specifiek deel van het totale netwerk N worden gevoerd, bijvoorbeeld een deel dat reeds is aangesloten op waterstoftankstations T, waarbij wordt vermeden dat andere netwerkdelen die nog niet zijn aangesloten op dergelijke tankstations toch grote hoeveelheden waterstof ontvangen. Het regelen of scheiden van waterstof on een genoemd regelstation 12 kan bijvoorbeeld analoog geschieden als in een genoemd lagedruk-netwerkdeel (i.e. als in een genoemd gasontvangststation 13).

Met groot voordeel omvat gebruik van het systeem een werkwijze voor het distribueren van brandstof, omvattende transport vanaf de brandstof-productieinrichting B naar het tankstation T, bijvoorbeeld een vervoermiddel-tankstation, waarbij de te transporteren brandstof in hoofdzaak bestaat uit de waterstof, waarbij de waterstof door middel van het gasvormig transportmedium (bijvoorbeeld methaan, aardgas, of dergelijke) door het transportnetwerk N wordt getransporteerd. De waterstof wordt ten minste deels uit het transportmedium gescheiden door de waterstofscheidingsinrichting F, om via de waterstoftransportleiding 6 aan het tankstation T te worden toegevoerd. De afgescheiden waterstof kan bovendien lokaal, bijvoorbeeld in of nabij het tankstation T, worden opgeslagen, bij voorkeur onder hoge druk, in een daarvoor geschikt reservoir

14. In dat geval is het extra voordelig om te voorzien in een of meer compressoren, om via de waterstofleiding 6 aangevoerd waterstof naar verhoogde opslagdruk te comprimeren, bijvoorbeeld een druk van ten minste 100 bar of meer, bij voorkeur ten minste 200 bar of ten minste 300 bar. De aldus gecomprimeerde waterstof kan onder een dergelijke hoge druk in het reservoir (houder) 14 worden op geslagen.

Zoals genoemd kan het transportmedium, tijdens gebruik, van maximaal 20 volume% waterstof worden voorzien (i.e. bij het invoerstation 11), en bij voorkeur maximaal 10 volume% waterstof, ten behoeve van het waterstoftransport. Een andere mengverhouding, bijvoorbeeld meer dan 20 volume %, behoort ook tot de mogelijkheden.

Via de waterstofleiding 6 aan het tankstation T toe te voeren brandstof is in het bijzonder gasvormig, en bevat bij voorkeur en meer dan 90 volume% waterstof, bij voorkeur meer dan 95 volume % en meer bij voorkeur meer dan 99 volume%.

Naast waterstoflevering biedt de onderhavige werkwijze het bijkomende voordeel dat distributie van een tweede brandstof beschikbaar is, in het bijzonder voortzetting van distributie van aardgas aan respectieve aardgas-eindverbruikers CV. Op deze manier kan een bestaand gastransportnetwerk op eenvoudige wijze worden uitgebreid en geschikt gemaakt voor distributie van waterstof.

Voor de vakman zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot het beschreven uitvoeringsvoorbeeld. Diverse wijzigingen zijn mogelijk binnen het raam van de uitvinding welke is verwoord in de navolgende conclusies.

Zo kan een genoemde waterstofafgifte-inrichting (tankstation) bijvoorbeeld zijn ingericht om voertuigen van waterstof te voorzien, in het bijzonder op een waterstoftank (van een dergelijk voertuig) bij te vullen, maar is niet daartoe beperkt. Een dergelijke waterstofafgifte-inrichting kan bijvoorbeeld, tevens of alternatief, zijn uitgevoerd en opgesteld om vaartuigen of vliegtuigen, en/of andere waterstofgebruikers en/of andere waterstofopslageenheden, bij te vullen.

Een bij een tankstation bij te tanken eindgebruiker is in het bijzonder een mobiele eindgebruiker, bijvoorbeeld een transportmiddel VH, bijvoorbeeld een voertuig, vaartuig, vliegtuig, truck, heftruck, of dergelijke. Een dergelijke transportmiddel VH kan bijvoorbeeld zijn voorzien van een of meer eigen waterstofhouders, voor ontvangst van de bij het tankstation getankte waterstof. Een dergelijk transportmiddel VH kan verder zijn voorzien van een of meer aandrijvingen (bijvoorbeeld brandstofcellen) welke waterstof in aandrijvingsenergie kunnen omzetten ten behoeve van het aandrijven van het respectieve transportmiddel.

Zoals genoemd kan een dergelijk transportmiddel VH daarnaast bijvoorbeeld worden voorzien van een of meer losse, mobiele, met waterstof gevulde (draagbare, verplaatsbare) waterstofhouders 14’, welke houders in het bijzonder zijn gevuld door een genoemd tankstation T.

Verder dient hieraan te worden toegevoegd, dat het te transporteren waterstof-brandstof in het bijzonder moleculaire waterstof is (chemische formule H2), hetgeen de vakman duidelijk zal zijn.

Claims

CONCLUSIES

1. Werkwijze voor het distribueren van brandstof, omvattende transport vanaf een brandstof-productieinrichting naar ten minste een tankstation, bijvoorbeeld een transportmiddel-tankstation, waarbij de te transporteren brandstof in hoofdzaak bestaat uit waterstof, waarbij de brandstof door middel van een transportmedium door een transportnetwerk (N) wordt getransporteerd, waarbij de waterstof ten minste deels uit het transportmedium wordt gescheiden alvorens de waterstof aan het tankstation (T) wordt toegevoerd.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de waterstof in gasvormige toestand door het transportnetwerk (N) wordt getransporteerd
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het transportnetwerk (N) een aardgas-transportnetwerk is.
4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het transportmedium een gasvormige transportmedium is.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij het transportmedium in hoofdzaak uit een tweede brandstof bestaat, bijvoorbeeld aardgas.
6. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij het transportmedium in hoofdzaak uit een niet-brandbaar gas of gasmengsel bestaat, bijvoorbeeld stikstof.
7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een in het transportnetwerk heersende druk, langs ten minste een deel van een brandstoftransportpad, hoger is dan 5 bar.
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een in het transportnetwerk heersende druk, langs ten minste een deel van een brandstoftransportpad, hoger is dan 50 bar.
9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende stroomafwaartse, lokale opslag van de waterstof, in het bijzonder bij of nabij een te bevoorraden tankstation.
10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de waterstof wordt gecomprimeerd om onder hoge druk lokaal te worden opgeslagen, bijvoorbeeld een druk van ten minste 100 bar of meer.
11. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het transportmedium van maximaal 20 volume% waterstof wordt voorzien, en bij voorkeur maximaal 10 volume% waterstof, ten behoeve van het waterstoftransport.
12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij aan het tankstation toe te voeren brandstof gasvormig is en meer dan 90 volume% waterstof bevat, bij voorkeur meer dan 95 volume % en meer bij voorkeur meer dan 99 volume%.
13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het transportmedium een tweede brandstof bevat, bijvoorbeeld aardgas, waarbij de tweede brandstof aan een of meer eindgebruikers (Q) wordt toegevoerd, bijvoorbeeld een of meer verbrandingsinrichtingen.
14. Systeem voor distributie van waterstof, bijvoorbeeld ingericht voor het uitvoeren van een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het systeem omvat:

-een gas transportnet werk (N) omvattende ten minste een transportleiding (2, 3, 4);

-ten minste een transportmedium-bron (S), welke is ingericht om op het netwerk te worden aangesloten om een transportmedium aan genoemde transportleiding toe te voeren;

-ten minste een waterstofbron (B), welke is ingericht om op het netwerk te worden aangesloten, in het bijzonder stroomafwaarts aan genoemde transportmedium-bron (S), om waterstof aan het transportmedium toe te voeren;

-ten minste een waterstofscheidingsinrichting (F), welke is ingericht om op het netwerk te worden aangesloten, stroomafwaarts van genoemde waterstofbron (B), waarbij de scheidingsinrichting is uitgevoerd om zich in het transportmedium bevindende waterstof in hoofdzaak uit dat medium te verwijderen; en

-een waterstofafvoer en/of waterstofopslag (14) voor ontvangst van door de scheidingsinrichting (F) geleverde waterstof.
15. Systeem volgens conclusie 14, waarbij de waterstofscheidingsinrichting (F) is ingericht om zich in aangevoerd transportmedium bevindende waterstof voor ten minste 50 volume% uit dat transportmedium te verwijderen.
16. Systeem volgens conclusie 14 of 15, waarbij de waterstofscheidingsinrichting (F) is ingericht om in hoofdzaak pure waterstof af te geven, in het bijzonder een uit ten minste 99 volume% bestaande brandstof.
17. Systeem volgens een der conclusies 14-16, waarbij het systeem is voorzien van een of meer brandstof-afgiftestations, in het bijzonder een of meer voertuigtankstations (T) welke bij respectieve voertuigtanklocaties zijn op gesteld, waarbij elk brandstofafgiftestation in het bijzonder is voorzien van ten minste een flexibele bran dstoflei ding (tl) met afsluiter (t2) welke op een brandstof-ontvangende inrichting aansluitbaar is.
18. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 14-17, waarbij het gastransportnetwerk ten minste een hogedrukdeel omvat, alsmede een aantal op het hogedrukdeel aangesloten regionale netdelen waarin een lagere transportdruk heerst dan in een in het hogedrukdeel heersende transportdruk, waarbij genoemde waterstofbron (B) bij voorkeur op het hogedrukdeel van het transportnetwerk is aangesloten.
19. Systeem volgens een der conclusies 14-18, waarbij het gastransportnetwerk is voorzien van verscheidene netwerkdelen welke door regelstations zijn gescheiden, waarbij ten minste een van genoemde regelstations is ingericht om doorvoer van waterstof aan een stroomafwaarts netwerkdeel te regelen, bijvoorbeeld om een eerste stroomafwaarts netwerkdeel wel van waterstof te voorzien en om een tweede stroomafwaarts netwerkdeel niet, of in mindere mate, van waterstof te voorzien.
20. Systeem volgens een der conclusies 14-19, waarbij genoemde ten minste ene transportmedium-bron (S) is ingericht om een tweede, van de

5 waterstof verschillende brandstof aan het netwerk (N) toe te voeren, bijvoorbeeld aardgas.
21. Systeem volgens een der conclusies 14-19, waarbij genoemde ten minste ene transportmedium-bron (S) is ingericht om een niet-brandbaar transportmedium aan het netwerk (N) toe te voeren, bijvoorbeeld stikstof.

10
22. Systeem volgens een der conclusies 14-21, waarbij het systeem is voorzien van ten minste een vast opgestelde waterstofopslag (14) voor lokaal opslaan van door de scheidingsinrichting (F) geleverde waterstof.
23. Systeem volgens een der conclusies 14-22, waarbij het systeem is voorzien van ten minste een mobiele waterstofopslaginrichting (14’) voor

15 opslaan van door de scheidingsinrichting (F) geleverde waterstof.