I de senere årene har hydrogenenergi gjenoppstått som et kritisk tema i den nye energisektoren. Hydrogenindustrien har eksplisitt blitt listet opp som en av de viktigste fremvoksende industriene for utvikling, sammen med sektorer som nye materialer og innovative legemidler. Rapporter understreker behovet for aktivt å dyrke nye vekstmotorer, inkludert bioproduksjon, kommersiell luftfart og lavhøydeøkonomi, samtidig som de eksplisitt prioriterer akselerasjonen av utviklingen av hydrogenindustrien for første gang. Dette understreker det enorme potensialet til hydrogenenergi.
For tiden dominerer kullbasert hydrogenproduksjon forsyningsstrukturen og står for 64 %, etterfulgt av industrielt biprodukt av hydrogen (21 %), naturgassbasert hydrogen (14 %) og andre metoder (1 %). Dette viser at hydrogenproduksjon basert på fossilt brensel har en absolutt dominans på 99 %, mens elektrolysebasert «grønn hydrogen» og andre metoder forblir marginale. Følgelig bruker nåværende hydrogenfyllestasjoner primært følgende produksjons-lagrings-transportmodell: Petrokjemiske selskaper i avsidesliggende områder produserer hydrogen fra fossilt brensel, komprimerer lavtrykkshydrogen (vanligvis ~1,5 MPa) til ~20 MPa ved hjelp av kompressorer, og lagrer det i 22 MPa rørtilhengere. Hydrogenet transporteres deretter til fyllestasjoner, hvor det gjennomgår sekundær kompresjon til 45 MPa for brenselcellekjøretøy. Denne romlig fragmenterte modellen øker transportkostnader, utstyrsutgifter og tidsforbruk, samtidig som den forblir begrenset av fossilt brenselavhengig «grå hydrogen»-produksjon.
Videre er hydrogen klassifisert som et brannfarlig og eksplosivt farlig kjemikalie i henhold til gjeldende regelverk. Som et resultat er hydrogenproduksjonsprosjekter hovedsakelig konsentrert i avsidesliggende kjemikalieparker med strenge sikkerhets- og miljøkrav.
Med fremskritt innen elektrolyseteknologi synker produksjonskostnadene for grønn hydrogen gradvis. Samtidig driver miljøpolitikk som «karbontoppbygging og karbonnøytralitet» grønn hydrogen til å bli en avgjørende retning for fremtidig utvikling av gassformig energi. Det internasjonale energibyrået spår at innen 2030 vil lavkarbonhydrogenteknologier som elektrolyse utgjøre 14 % av hydrogenmarkedet, noe som vil påvirke utformingen av drivstoffstasjoner betydelig. Elektrolysebasert produksjon, med sitt enkle og tilgjengelige råstoff, muliggjør hydrogenproduksjon utover tradisjonelle kjemiske parker. Direkte komprimering av hydrogen produsert på stedet for fylling av kjøretøy eliminerer langdistansetransport og sekundærkompresjon, noe som effektivt reduserer økonomiske og tidsmessige kostnader.
For å tilpasse seg den vanlige forsyningskjeden for hydrogen basert på fossilt brensel, dominerer to typer membrankompressorer markedet for tiden: 1) Hydrogenpåfyllingsenheter med ~1,5 MPa inntakstrykk og 20–22 MPa utløpstrykk; 2) Tankstasjonskompressorer med 5–20 MPa inntakstrykk og 45 MPa utløpstrykk. Denne totrinnsprosessen krever imidlertid koordinert drift av begge enhetene. Når trykket i hydrogenlagringsbeholderne faller under 5 MPa, blir tankingskompressorene dessuten ubrukelige, noe som resulterer i lav hydrogenutnyttelsesgrad.
I motsetning til dette viser integrerte hydrogenproduksjons- og fyllestasjoner overlegen effektivitet. I denne modellen kan hydrogen fra elektrolyse komprimeres direkte fra ~1,5 MPa til 45 MPa ved hjelp av en enkelt membrankompressor, noe som reduserer utstyrs- og tidskostnader betydelig. Den lavere inntakstrykkterskelen (1,5 MPa vs. 5 MPa) forbedrer også hydrogenutnyttelsen betydelig.
Etter hvert som elektrolyseteknologien utvikler seg, forventes det at integrerte hydrogenstasjoner vil få bredere bruk, noe som vil øke markedets etterspørsel etter membrankompressorer på 1,5 MPa til 45 MPa. Vårt selskap har omfattende design- og produksjonskapasitet for å tilby tilpassede løsninger for dette applikasjonsscenarioet. Med den økende andelen grønn hydrogenproduksjon forventes det at integrerte stasjoner vil spre seg, noe som utvider både bruksmulighetene for membrankompressorer og produktporteføljen vår, samtidig som vi leverer innovative påfyllingsløsninger.
Likevel er det fortsatt utfordringer med å utvikle integrerte hydrogenstasjoner og tilhørende kompressorer, inkludert høye elektrolysekostnader, hydrogens farlige kjemiske klassifisering og ufullstendig hydrogeninfrastruktur. Å håndtere disse problemene effektivt vil være avgjørende for å fremme integrerte hydrogenenergisystemer.
Publisert: 27. feb. 2025