W ostatnich latach energia wodorowa ponownie stała się kluczowym tematem w nowym sektorze energetycznym. Przemysł wodorowy został wyraźnie wymieniony jako jeden z kluczowych, wschodzących sektorów rozwoju, obok sektorów takich jak nowe materiały i innowacyjne produkty farmaceutyczne. Raporty podkreślają potrzebę aktywnego rozwijania nowych motorów wzrostu, takich jak bioprodukcja, komercyjny przemysł lotniczy i kosmiczny oraz gospodarka niskopoziomowa, jednocześnie po raz pierwszy wyraźnie priorytetowo traktując przyspieszenie rozwoju przemysłu wodorowego. Podkreśla to ogromny potencjał energii wodorowej.
Obecnie produkcja wodoru z węgla dominuje w strukturze dostaw, stanowiąc 64%, następnie wodór z przemysłowych produktów ubocznych (21%), wodór z gazu ziemnego (14%) i inne metody (1%). Pokazuje to, że produkcja wodoru z paliw kopalnych ma absolutną dominację na poziomie 99%, podczas gdy „zielony wodór” oparty na elektrolizie i inne metody pozostają marginalne. W związku z tym obecne stacje tankowania wodoru przyjmują głównie następujący model produkcja-magazynowanie-transport: 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 cysternach rurowych o ciśnieniu 22 MPa. Wodór jest następnie transportowany do stacji tankowania, gdzie poddawany jest wtórnemu sprężaniu do 45 MPa w przypadku pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi. Ten rozdrobniony przestrzennie model zwiększa koszty transportu, wydatki na sprzęt i zużycie czasu, a jednocześnie pozostaje ograniczony przez zależną od paliw kopalnych produkcję „szarego wodoru”.
Co więcej, zgodnie z obowiązującymi przepisami wodór jest klasyfikowany jako łatwopalna i wybuchowa substancja chemiczna. W rezultacie projekty produkcji wodoru koncentrują się głównie w odległych parkach chemicznych, gdzie obowiązują surowe wymogi bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
Dzięki rozwojowi technologii elektrolizy, koszty produkcji zielonego wodoru stopniowo maleją. Jednocześnie polityki środowiskowe, takie jak „osiąganie szczytowej 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 roku technologie niskoemisyjnego wodoru, takie jak elektroliza, będą stanowić 14% rynku wodoru, znacząco wpływając na układ stacji paliw. Produkcja oparta na elektrolizie, dzięki prostemu i łatwo dostępnemu surowcowi, umożliwia produkcję wodoru wykraczającą poza tradycyjne parki chemiczne. Bezpośrednie sprężanie wodoru produkowanego na miejscu do tankowania pojazdów eliminuje konieczność transportu na duże odległości i wtórnego sprężania, skutecznie redukując koszty ekonomiczne i czasowe.
Aby dostosować się do głównego nurtu łańcucha dostaw wodoru opartego na paliwach kopalnych, na rynku dominują obecnie dwa rodzaje sprężarek membranowych: 1) Agregaty 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 agregatów. Co więcej, gdy ciśnienie w butli z wodorem spadnie poniżej 5 MPa, sprężarki tankujące przestają działać, co skutkuje niskim wskaźnikiem wykorzystania wodoru.
Z kolei zintegrowane stacje produkcji i tankowania wodoru charakteryzują się wyższą wydajnością. W tym modelu wodór pochodzący z elektrolizy można bezpośrednio sprężyć z ciśnienia ~1,5 MPa do 45 MPa za pomocą pojedynczej sprężarki membranowej, co znacznie obniża koszty sprzętu i czas. Niższy próg ciśnienia wlotowego (1,5 MPa vs. 5 MPa) również znacząco poprawia wykorzystanie wodoru.
Wraz z rozwojem technologii elektrolizy, przewiduje się, że zintegrowane stacje wodorowe zyskają na popularności, napędzając popyt rynkowy na sprężarki membranowe o ciśnieniu od 1,5 MPa do 45 MPa. Nasza firma posiada kompleksowe możliwości projektowe i produkcyjne, aby dostarczać rozwiązania dostosowane do tego scenariusza zastosowania. Wraz ze wzrostem udziału produkcji zielonego wodoru, przewiduje się wzrost liczby zintegrowanych stacji, rozszerzając zarówno perspektywy zastosowań sprężarek membranowych, jak i nasze portfolio produktów, a jednocześnie dostarczając innowacyjne rozwiązania w zakresie tankowania.
Niemniej jednak, nadal istnieją wyzwania związane z rozwojem zintegrowanych stacji wodorowych i towarzyszących im sprężarek, w tym wysokie koszty elektrolizy, niebezpieczna klasyfikacja wodoru pod względem chemicznym oraz niekompletna infrastruktura wodorowa. Skuteczne rozwiązanie tych problemów będzie miało kluczowe znaczenie dla rozwoju zintegrowanych systemów energetycznych opartych na wodorze.
Czas publikacji: 27-02-2025