Τα τελευταία χρόνια, η ενέργεια από υδρογόνο έχει επανεμφανιστεί ως κρίσιμο θέμα στον νέο ενεργειακό τομέα. Η βιομηχανία υδρογόνου έχει αναφερθεί ρητά ως μία από τις βασικές αναδυόμενες βιομηχανίες αιχμής για ανάπτυξη, μαζί με τομείς όπως τα νέα υλικά και τα καινοτόμα φαρμακευτικά προϊόντα. Οι εκθέσεις τονίζουν την ανάγκη για ενεργή καλλιέργεια νέων μηχανισμών ανάπτυξης, συμπεριλαμβανομένης της βιοκατασκευής, της εμπορικής αεροδιαστημικής και της οικονομίας χαμηλού υψομέτρου, ενώ παράλληλα δίνουν ρητή προτεραιότητα στην επιτάχυνση της ανάπτυξης της βιομηχανίας υδρογόνου για πρώτη φορά. Αυτό υπογραμμίζει το τεράστιο δυναμικό της ενέργειας από υδρογόνο.
Επί του παρόντος, η παραγωγή υδρογόνου με βάση τον άνθρακα κυριαρχεί στη δομή εφοδιασμού, αντιπροσωπεύοντας το 64%, ακολουθούμενη από το υδρογόνο από βιομηχανικά υποπροϊόντα (21%), το υδρογόνο με βάση το φυσικό αέριο (14%) και άλλες μέθοδοι (1%). Αυτό αποκαλύπτει ότι η παραγωγή υδρογόνου με βάση τα ορυκτά καύσιμα κατέχει απόλυτη κυριαρχία στο 99%, ενώ το «πράσινο υδρογόνο» με βάση την ηλεκτρόλυση και άλλες μέθοδοι παραμένουν περιθωριακές. Κατά συνέπεια, οι τρέχοντες σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου υιοθετούν κυρίως το ακόλουθο μοντέλο παραγωγής-αποθήκευσης-μεταφοράς: Οι πετροχημικές εταιρείες σε απομακρυσμένες περιοχές παράγουν υδρογόνο από ορυκτά καύσιμα, συμπιέζουν υδρογόνο χαμηλής πίεσης (συνήθως ~1,5MPa) σε ~20MPa χρησιμοποιώντας συμπιεστές και το αποθηκεύουν σε ρυμουλκούμενα σωλήνων 22MPa. Το υδρογόνο στη συνέχεια μεταφέρεται σε σταθμούς ανεφοδιασμού, όπου υφίσταται δευτερογενή συμπίεση σε 45MPa για οχήματα κυψελών καυσίμου. Αυτό το χωρικά κατακερματισμένο μοντέλο αυξάνει το κόστος μεταφοράς, τα έξοδα εξοπλισμού και την κατανάλωση χρόνου, ενώ παραμένει περιορισμένο από την παραγωγή «γκρίζου υδρογόνου» που εξαρτάται από τα ορυκτά καύσιμα.
Επιπλέον, σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς, το υδρογόνο ταξινομείται ως εύφλεκτη και εκρηκτική επικίνδυνη χημική ουσία. Ως αποτέλεσμα, τα έργα παραγωγής υδρογόνου επικεντρώνονται κυρίως σε απομακρυσμένα χημικά πάρκα με αυστηρές απαιτήσεις ασφάλειας και περιβάλλοντος.
Με την πρόοδο της τεχνολογίας ηλεκτρόλυσης, το κόστος παραγωγής πράσινου υδρογόνου μειώνεται σταδιακά. Ταυτόχρονα, περιβαλλοντικές πολιτικές όπως η «επίτευξη κορύφωσης άνθρακα και η ουδετερότητα άνθρακα» οδηγούν το πράσινο υδρογόνο σε μια κρίσιμη κατεύθυνση για τη μελλοντική ανάπτυξη της αέριας ενέργειας. Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας προβλέπει ότι έως το 2030, οι τεχνολογίες υδρογόνου χαμηλών εκπομπών άνθρακα, όπως η ηλεκτρόλυση, θα αντιπροσωπεύουν το 14% της αγοράς υδρογόνου, επηρεάζοντας σημαντικά τη διάταξη των σταθμών ανεφοδιασμού. Η παραγωγή με βάση την ηλεκτρόλυση, με την απλή και προσβάσιμη πρώτη ύλη της, επιτρέπει την παραγωγή υδρογόνου πέρα από τα παραδοσιακά χημικά πάρκα. Η άμεση συμπίεση του επιτόπου παραγόμενου υδρογόνου για τον ανεφοδιασμό οχημάτων εξαλείφει τη μεταφορά μεγάλων αποστάσεων και τη δευτερογενή συμπίεση, μειώνοντας αποτελεσματικά το οικονομικό και χρονικό κόστος.
Για την προσαρμογή στην κυρίαρχη αλυσίδα εφοδιασμού υδρογόνου που βασίζεται σε ορυκτά καύσιμα, δύο τύποι συμπιεστών διαφράγματος κυριαρχούν σήμερα στην αγορά: 1) Μονάδες πλήρωσης υδρογόνου με πίεση εισαγωγής ~1,5MPa και πίεση εκκένωσης 20-22MPa· 2) Συμπιεστές σταθμών ανεφοδιασμού με πίεση εισαγωγής 5-20MPa και πίεση εκκένωσης 45MPa. Ωστόσο, αυτή η διβάθμια διαδικασία απαιτεί συντονισμένη λειτουργία και των δύο μονάδων. Επιπλέον, όταν η πίεση του κυλίνδρου αποθήκευσης υδρογόνου πέσει κάτω από τα 5MPa, οι συμπιεστές ανεφοδιασμού καθίστανται εκτός λειτουργίας, με αποτέλεσμα χαμηλά ποσοστά αξιοποίησης υδρογόνου.
Αντίθετα, οι ενσωματωμένοι σταθμοί παραγωγής-ανεφοδιασμού υδρογόνου επιδεικνύουν ανώτερη απόδοση. Σε αυτό το μοντέλο, το υδρογόνο από την ηλεκτρόλυση μπορεί να συμπιεστεί απευθείας από ~1,5MPa σε 45MPa χρησιμοποιώντας έναν συμπιεστή με ένα μόνο διάφραγμα, μειώνοντας σημαντικά το κόστος εξοπλισμού και χρόνου. Το χαμηλότερο όριο πίεσης εισαγωγής (1,5MPa έναντι 5MPa) βελτιώνει επίσης σημαντικά την αξιοποίηση του υδρογόνου.
Καθώς η τεχνολογία ηλεκτρόλυσης εξελίσσεται, οι ολοκληρωμένοι σταθμοί υδρογόνου αναμένεται να αποκτήσουν ευρύτερη υιοθέτηση, αυξάνοντας τη ζήτηση της αγοράς για συμπιεστές διαφράγματος 1,5MPa έως 45MPa. Η εταιρεία μας διαθέτει ολοκληρωμένες δυνατότητες σχεδιασμού και κατασκευής για την παροχή εξατομικευμένων λύσεων για αυτό το σενάριο εφαρμογής. Με το αυξανόμενο ποσοστό παραγωγής πράσινου υδρογόνου, οι ολοκληρωμένοι σταθμοί προβλέπεται να πολλαπλασιαστούν, διευρύνοντας τόσο τις προοπτικές εφαρμογής των συμπιεστών διαφράγματος όσο και το χαρτοφυλάκιο προϊόντων μας, παρέχοντας παράλληλα καινοτόμες λύσεις ανεφοδιασμού.
Παρ 'όλα αυτά, εξακολουθούν να υπάρχουν προκλήσεις στην ανάπτυξη ολοκληρωμένων σταθμών υδρογόνου και συναφών συμπιεστών, συμπεριλαμβανομένου του υψηλού κόστους ηλεκτρόλυσης, της επικίνδυνης χημικής ταξινόμησης του υδρογόνου και της ελλιπούς υποδομής υδρογόνου. Η αποτελεσματική αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων θα είναι κρίσιμη για την προώθηση ολοκληρωμένων συστημάτων ενέργειας υδρογόνου.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Φεβρουαρίου 2025