W ostatnich latach energia wodorowa ponownie stała się kluczowym tematem w nowym sektorze energetycznym. Przemysł wodorowy został wyraźnie wymieniony jako jeden z kluczowych wschodzących przemysłów granicznych do rozwoju, obok sektorów takich jak nowe materiały i innowacyjne produkty farmaceutyczne. Raporty podkreślają potrzebę aktywnego rozwijania nowych silników wzrostu, w tym bioprodukcji, komercyjnego lotnictwa i gospodarki niskopoziomowej, jednocześnie wyraźnie nadając priorytet przyspieszeniu rozwoju przemysłu wodorowego po raz pierwszy. Podkreśla to ogromny potencjał energii wodorowej.
Obecnie produkcja wodoru na bazie węgla dominuje w strukturze dostaw, stanowiąc 64%, następnie wodór z przemysłowych produktów ubocznych (21%), wodór na bazie gazu ziemnego (14%) i inne metody (1%). Pokazuje to, że produkcja wodoru na bazie paliw kopalnych ma absolutną dominację na poziomie 99%, podczas gdy „zielony wodór” na bazie elektrolizy i inne metody pozostają marginalne. W związku z tym obecne stacje tankowania wodoru przyjmują przede wszystkim następujący model produkcji-przechowywania-transportu: Firmy petrochemiczne w odległych obszarach produkują wodór z paliw kopalnych, sprężają wodór niskociśnieniowy (zwykle ~1,5 MPa) do ~20 MPa za pomocą sprężarek i przechowują go w przyczepach rurowych 22 MPa. Wodór jest następnie transportowany do stacji tankowania, gdzie poddawany jest wtórnemu sprężaniu do 45 MPa w przypadku pojazdów z ogniwami paliwowymi. Ten przestrzennie rozdrobniony model zwiększa koszty transportu, wydatki na sprzęt i zużycie czasu, jednocześnie pozostając ograniczonym przez zależną od paliw kopalnych produkcję „szarego wodoru”.
Ponadto, zgodnie z obowiązującymi przepisami, wodór jest klasyfikowany jako łatwopalny i wybuchowy niebezpieczny związek chemiczny. W rezultacie projekty produkcji wodoru są głównie skoncentrowane w odległych parkach chemicznych o rygorystycznych wymaganiach bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
Dzięki rozwojowi technologii elektrolizy, koszty produkcji zielonego wodoru stopniowo maleją. Jednocześnie polityki środowiskowe, takie jak „osiąganie szczytu emisji dwutlenku węgla i neutralność węglowa”, sprawiają, że zielony wodór staje się kluczowym kierunkiem rozwoju przyszłej energetyki gazowej. Międzynarodowa Agencja Energetyczna przewiduje, że do 2030 r. technologie niskoemisyjnego wodoru, takie jak elektroliza, będą stanowić 14% rynku wodoru, co znacząco wpłynie na układy stacji tankowania. Produkcja oparta na elektrolizie, z jej prostym i dostępnym surowcem, umożliwia produkcję wodoru poza tradycyjnymi parkami chemicznymi. Bezpośrednie sprężanie wytwarzanego na miejscu wodoru do tankowania pojazdów eliminuje transport na duże odległości i wtórne sprężanie, skutecznie zmniejszając koszty ekonomiczne i czasowe.
Aby dostosować się do głównego łańcucha dostaw wodoru opartego na paliwach kopalnych, na rynku dominują obecnie dwa typy sprężarek membranowych: 1) Jednostki napełniające wodorem o ciśnieniu wlotowym ~1,5 MPa i ciśnieniu wylotowym 20-22 MPa; 2) Sprężarki stacji tankowania o ciśnieniu wlotowym 5-20 MPa i ciśnieniu wylotowym 45 MPa. Jednak ten dwuetapowy proces wymaga skoordynowanej pracy obu jednostek. Ponadto, gdy ciśnienie w butli z wodorem spada poniżej 5 MPa, sprężarki tankowania stają się niesprawne, co skutkuje niskim wskaźnikiem wykorzystania wodoru.
Natomiast zintegrowane stacje produkcji i tankowania wodoru wykazują wyższą wydajność. W tym modelu wodór z elektrolizy można bezpośrednio sprężyć z ~1,5 MPa do 45 MPa przy użyciu pojedynczej sprężarki membranowej, co znacznie zmniejsza koszty sprzętu i czasu. Niższy próg ciśnienia wlotowego (1,5 MPa w porównaniu z 5 MPa) również znacznie poprawia wykorzystanie wodoru.
Wraz z postępem technologii elektrolizy, przewiduje się, że zintegrowane stacje wodorowe zyskają szerszą akceptację, napędzając popyt rynkowy na sprężarki membranowe 1,5 MPa-45 MPa. Nasza firma posiada kompleksowe możliwości projektowania i produkcji, aby dostarczać dostosowane rozwiązania dla tego scenariusza zastosowania. Wraz ze wzrostem udziału produkcji zielonego wodoru, przewiduje się, że zintegrowane stacje będą się rozprzestrzeniać, rozszerzając zarówno perspektywy zastosowań sprężarek membranowych, jak i nasze portfolio produktów, jednocześnie dostarczając innowacyjne rozwiązania w zakresie tankowania.
Niemniej jednak nadal istnieją wyzwania w rozwijaniu zintegrowanych stacji wodorowych i powiązanych z nimi sprężarek, w tym wysokie koszty elektrolizy, niebezpieczna klasyfikacja chemiczna wodoru i niekompletna infrastruktura wodorowa. Skuteczne rozwiązanie tych problemów będzie miało kluczowe znaczenie dla rozwoju zintegrowanych systemów energetycznych wodorowych.
Czas publikacji: 27-02-2025