Under senare år har vätgasenergi återigen framstått som ett kritiskt ämne inom den nya energisektorn. Vätgasindustrin har uttryckligen listats som en av de viktigaste framväxande industrierna för utveckling, tillsammans med sektorer som nya material och innovativa läkemedel. Rapporter betonar behovet av att aktivt odla nya tillväxtmotorer, inklusive biotillverkning, kommersiell flyg- och rymdindustri och låghöjdsekonomi, samtidigt som man uttryckligen prioriterar en acceleration av vätgasindustrins utveckling för första gången. Detta understryker den enorma potentialen för vätgasenergi.
För närvarande dominerar kolbaserad vätgasproduktion leveransstrukturen och står för 64 %, följt av industriell biprodukt vätgas (21 %), naturgasbaserad vätgas (14 %) och andra metoder (1 %). Detta visar att fossilbränslebaserad vätgasproduktion har en absolut dominans på 99 %, medan elektrolysbaserad "grön vätgas" och andra metoder förblir marginella. Följaktligen använder nuvarande vätgastankstationer främst följande produktion-lagring-transportmodell: Petrokemiska företag i avlägsna områden producerar vätgas från fossila bränslen, komprimerar lågtrycksvätgas (vanligtvis ~1,5 MPa) till ~20 MPa med hjälp av kompressorer och lagrar den i 22 MPa rörsläp. Vätet transporteras sedan till tankstationer, där det genomgår sekundär kompression till 45 MPa för bränslecellsfordon. Denna rumsligt fragmenterade modell ökar transportkostnader, utrustningskostnader och tidsåtgång, samtidigt som den förblir begränsad av fossilbränsleberoende "grå vätgas"-produktion.
Dessutom klassificeras vätgas enligt gällande bestämmelser som en brandfarlig och explosiv kemikalie. Som ett resultat är vätgasproduktionsprojekt huvudsakligen koncentrerade till avlägsna kemikalieparker med stränga säkerhets- och miljökrav.
Med den avancerade elektrolystekniken minskar produktionskostnaden för grön vätgas gradvis. Samtidigt driver miljöpolitik som "koldioxidtoppning och koldioxidneutralitet" på att grön vätgas blir en avgörande riktning för framtida utveckling av gasformig energi. Internationella energiorganet förutspår att koldioxidsnåla vätgastekniker som elektrolys kommer att stå för 14 % av vätgasmarknaden år 2030, vilket avsevärt påverkar utformningen av tankstationer. Elektrolysbaserad produktion, med sin enkla och tillgängliga råvara, möjliggör vätgasproduktion bortom traditionella kemiska parker. Direkt komprimering av vätgas som produceras på plats för fordonstankning eliminerar långväga transporter och sekundär kompression, vilket effektivt minskar ekonomiska och tidsmässiga kostnader.
För att anpassa sig till den vanliga fossilbränslebaserade vätgasförsörjningskedjan dominerar för närvarande två typer av membrankompressorer marknaden: 1) Vätgaspåfyllningsenheter med ett insugstryck på ~1,5 MPa och ett utloppstryck på 20–22 MPa; 2) Tankstationskompressorer med ett insugstryck på 5–20 MPa och ett utloppstryck på 45 MPa. Denna tvåstegsprocess kräver dock samordnad drift av båda enheterna. Dessutom, när trycket i vätgaslagringscylindern sjunker under 5 MPa, blir tankningskompressorerna obrukbara, vilket resulterar i låg vätgasutnyttjandegrad.
Däremot uppvisar integrerade vätgasproduktions- och tankstationer överlägsen effektivitet. I denna modell kan vätgas från elektrolys komprimeras direkt från ~1,5 MPa till 45 MPa med hjälp av en enda membrankompressor, vilket avsevärt minskar utrustnings- och tidskostnader. Det lägre tröskelvärdet för insugningstryck (1,5 MPa jämfört med 5 MPa) förbättrar också vätgasutnyttjandet avsevärt.
I takt med att elektrolystekniken utvecklas förväntas integrerade vätgasstationer få ett bredare genomslag, vilket driver marknadsefterfrågan på membrankompressorer på 1,5 MPa till 45 MPa. Vårt företag har omfattande design- och tillverkningskapacitet för att tillhandahålla skräddarsydda lösningar för detta tillämpningsscenario. Med den växande andelen grön vätgasproduktion förväntas integrerade stationer öka i popularitet, vilket utökar både tillämpningsmöjligheterna för membrankompressorer och vår produktportfölj, samtidigt som vi levererar innovativa tankningslösningar.
Trots detta kvarstår utmaningar med att utveckla integrerade vätgasstationer och tillhörande kompressorer, inklusive höga elektrolyskostnader, vätgas klassificering som farliga kemiska ämnen och ofullständig vätgasinfrastruktur. Att effektivt ta itu med dessa problem kommer att vara avgörande för att utveckla integrerade vätgasenergisystem.
Publiceringstid: 27 februari 2025