Nos últimos anos, a energia do hidrogênio ressurgiu como um tópico crítico no novo setor energético. A indústria do hidrogênio foi explicitamente listada como uma das principais indústrias emergentes de fronteira para o desenvolvimento, juntamente com setores como novos materiais e produtos farmacêuticos inovadores. Relatórios enfatizam a necessidade de cultivar ativamente novos motores de crescimento, incluindo biofabricação, aeroespacial comercial e economia de baixa altitude, ao mesmo tempo em que priorizam explicitamente a aceleração do desenvolvimento da indústria do hidrogênio pela primeira vez. Isso ressalta o vasto potencial da energia do hidrogênio.
Atualmente, a produção de hidrogênio a partir do carvão domina a estrutura de fornecimento, respondendo por 64%, seguida pelo hidrogênio como subproduto industrial (21%), hidrogênio a partir do gás natural (14%) e outros métodos (1%). Isso revela que a produção de hidrogênio a partir de combustíveis fósseis detém uma dominância absoluta de 99%, enquanto o "hidrogênio verde" baseado em eletrólise e outros métodos permanecem marginais. Consequentemente, os atuais postos de abastecimento de hidrogênio adotam principalmente o seguinte modelo de produção-armazenamento-transporte: empresas petroquímicas em áreas remotas produzem hidrogênio a partir de combustíveis fósseis, comprimem o hidrogênio de baixa pressão (tipicamente ~1,5MPa) para ~20MPa usando compressores e o armazenam em reboques tubulares de 22MPa. O hidrogênio é então transportado para postos de abastecimento, onde passa por compressão secundária para 45MPa para veículos com células de combustível. Esse modelo espacialmente fragmentado aumenta os custos de transporte, as despesas com equipamentos e o consumo de tempo, enquanto permanece limitado pela produção de "hidrogênio cinza" dependente de combustíveis fósseis.
Além disso, de acordo com a regulamentação atual, o hidrogênio é classificado como um produto químico perigoso, inflamável e explosivo. Como resultado, os projetos de produção de hidrogênio concentram-se predominantemente em parques químicos remotos, com rigorosos requisitos de segurança e ambientais.
Com o avanço da tecnologia de eletrólise, o custo de produção do hidrogênio verde está diminuindo gradualmente. Simultaneamente, políticas ambientais como "pico de carbono e neutralidade de carbono" estão impulsionando o hidrogênio verde a se tornar uma direção crucial para o desenvolvimento futuro da energia gasosa. A Agência Internacional de Energia prevê que, até 2030, tecnologias de hidrogênio de baixo carbono, como a eletrólise, representarão 14% do mercado de hidrogênio, influenciando significativamente o layout dos postos de abastecimento. A produção baseada em eletrólise, com sua matéria-prima simples e acessível, permite a produção de hidrogênio além dos parques químicos tradicionais. A compressão direta do hidrogênio produzido no local para reabastecimento de veículos elimina o transporte de longa distância e a compressão secundária, reduzindo efetivamente os custos econômicos e de tempo.
Para se adaptar à cadeia de suprimentos de hidrogênio baseada em combustíveis fósseis, dois tipos de compressores de diafragma dominam atualmente o mercado: 1) Unidades de enchimento de hidrogênio com pressão de admissão de ~1,5 MPa e pressão de descarga de 20-22 MPa; 2) Compressores de postos de abastecimento com pressão de admissão de 5-20 MPa e pressão de descarga de 45 MPa. No entanto, esse processo em duas etapas requer a operação coordenada de ambas as unidades. Além disso, quando a pressão do cilindro de armazenamento de hidrogênio cai abaixo de 5 MPa, os compressores de reabastecimento ficam inoperantes, resultando em baixas taxas de utilização de hidrogênio.
Em contraste, estações integradas de produção e reabastecimento de hidrogênio demonstram eficiência superior. Neste modelo, o hidrogênio da eletrólise pode ser comprimido diretamente de ~1,5 MPa para 45 MPa usando um único compressor de diafragma, reduzindo significativamente os custos com equipamentos e tempo. O menor limite de pressão de admissão (1,5 MPa vs. 5 MPa) também melhora substancialmente a utilização do hidrogênio.
Com o avanço da tecnologia de eletrólise, espera-se que as estações integradas de hidrogênio ganhem maior adoção, impulsionando a demanda do mercado por compressores de diafragma de 1,5 MPa a 45 MPa. Nossa empresa possui recursos abrangentes de projeto e fabricação para fornecer soluções personalizadas para esse cenário de aplicação. Com a crescente participação na produção de hidrogênio verde, projeta-se que as estações integradas se proliferarão, expandindo tanto as perspectivas de aplicação dos compressores de diafragma quanto nosso portfólio de produtos, ao mesmo tempo em que oferecemos soluções inovadoras de reabastecimento.
No entanto, persistem desafios no desenvolvimento de estações integradas de hidrogênio e compressores associados, incluindo altos custos de eletrólise, a classificação química perigosa do hidrogênio e a infraestrutura incompleta para o setor. Abordar essas questões de forma eficaz será crucial para o avanço dos sistemas integrados de energia de hidrogênio.
Horário da publicação: 27 de fevereiro de 2025