En els darrers anys, l'energia de l'hidrogen ha tornat a sorgir com un tema crític en el nou sector energètic. La indústria de l'hidrogen s'ha catalogat explícitament com una de les indústries emergents de frontera clau per al desenvolupament, juntament amb sectors com els nous materials i els productes farmacèutics innovadors. Els informes emfatitzen la necessitat de cultivar activament nous motors de creixement, com ara la biofabricació, l'aeroespacial comercial i l'economia de baixa altitud, alhora que prioritzen explícitament l'acceleració del desenvolupament de la indústria de l'hidrogen per primera vegada. Això subratlla el vast potencial de l'energia de l'hidrogen.
Actualment, la producció d'hidrogen a partir del carbó domina l'estructura de subministrament, representant el 64%, seguida de l'hidrogen derivat industrial (21%), l'hidrogen a partir del gas natural (14%) i altres mètodes (1%). Això revela que la producció d'hidrogen a partir de combustibles fòssils té un domini absolut del 99%, mentre que l'"hidrogen verd" basat en l'electròlisi i altres mètodes continuen sent marginals. En conseqüència, les estacions de subministrament d'hidrogen actuals adopten principalment el següent model de producció-emmagatzematge-transport: les empreses petroquímiques en zones remotes produeixen hidrogen a partir de combustibles fòssils, comprimeixen hidrogen a baixa pressió (normalment ~1,5 MPa) fins a ~20 MPa mitjançant compressors i l'emmagatzemen en remolcs tubulars de 22 MPa. L'hidrogen es transporta a les estacions de subministrament, on experimenta una compressió secundària fins a 45 MPa per a vehicles de piles de combustible. Aquest model espacialment fragmentat augmenta els costos de transport, les despeses d'equipament i el consum de temps, alhora que continua estant limitat per la producció d'"hidrogen gris" dependent dels combustibles fòssils.
A més, segons les normatives actuals, l'hidrogen es classifica com a producte químic perillós inflamable i explosiu. Com a resultat, els projectes de producció d'hidrogen es concentren predominantment en parcs químics remots amb requisits de seguretat i medi ambient estrictes.
Amb l'avanç de la tecnologia d'electròlisi, el cost de producció de l'hidrogen verd està disminuint gradualment. Simultàniament, polítiques mediambientals com ara "l'assoliment del pic de carboni i la neutralitat del carboni" estan impulsant l'hidrogen verd a convertir-se en una direcció crucial per al futur desenvolupament de l'energia gasosa. L'Agència Internacional de l'Energia preveu que, el 2030, les tecnologies d'hidrogen baixes en carboni, com l'electròlisi, representaran el 14% del mercat de l'hidrogen, influint significativament en el disseny de les estacions de subministrament de combustible. La producció basada en l'electròlisi, amb la seva matèria primera senzilla i accessible, permet la producció d'hidrogen més enllà dels parcs químics tradicionals. La compressió directa de l'hidrogen produït in situ per al reabastecimiento de vehicles elimina el transport de llarga distància i la compressió secundària, reduint eficaçment els costos econòmics i de temps.
Per adaptar-se a la cadena de subministrament d'hidrogen principal basada en combustibles fòssils, actualment dominen el mercat dos tipus de compressors de diafragma: 1) Unitats d'ompliment d'hidrogen amb una pressió d'entrada d'aproximadament 1,5 MPa i una pressió de descàrrega de 20-22 MPa; 2) Compressors d'estacions de reabastecimiento amb una pressió d'entrada de 5-20 MPa i una pressió de descàrrega de 45 MPa. Tanmateix, aquest procés de dues etapes requereix un funcionament coordinat de les dues unitats. A més, quan la pressió del cilindre d'emmagatzematge d'hidrogen cau per sota dels 5 MPa, els compressors de reabastecimiento deixen de funcionar, cosa que resulta en taxes d'utilització d'hidrogen baixes.
En canvi, les estacions integrades de producció i reabasteïment d'hidrogen demostren una eficiència superior. En aquest model, l'hidrogen de l'electròlisi es pot comprimir directament d'aproximadament 1,5 MPa a 45 MPa mitjançant un únic compressor de diafragma, cosa que redueix significativament els costos d'equip i de temps. El llindar de pressió d'entrada més baix (1,5 MPa vs. 5 MPa) també millora substancialment l'ús de l'hidrogen.
A mesura que avança la tecnologia d'electròlisi, s'espera que les estacions d'hidrogen integrades guanyin una adopció més àmplia, impulsant la demanda del mercat de compressors de diafragma d'1,5 MPa a 45 MPa. La nostra empresa posseeix capacitats de disseny i fabricació integrals per oferir solucions personalitzades per a aquest escenari d'aplicació. Amb la creixent proporció de producció d'hidrogen verd, es preveu que proliferin les estacions integrades, ampliant tant les perspectives d'aplicació dels compressors de diafragma com la nostra cartera de productes, alhora que oferim solucions innovadores de recàrrega.
No obstant això, persisteixen els reptes en el desenvolupament d'estacions d'hidrogen integrades i compressors associats, inclosos els elevats costos d'electròlisi, la classificació química perillosa de l'hidrogen i una infraestructura d'hidrogen incompleta. Abordar eficaçment aquests problemes serà crucial per fer avançar els sistemes integrats d'energia d'hidrogen.
Data de publicació: 27 de febrer de 2025