Nos últimos anos, a energia do hidrogênio ressurgiu como um tema crucial no setor de novas energias. A indústria do hidrogênio foi explicitamente listada como uma das principais indústrias emergentes de vanguarda para desenvolvimento, ao lado de 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, priorizando explicitamente, pela primeira vez, a aceleração do desenvolvimento da indústria do hidrogênio. Isso ressalta o vasto potencial da energia do hidrogênio.
Atualmente, a produção de hidrogênio a partir do carvão domina a estrutura de fornecimento, representando 64%, seguida pelo hidrogênio proveniente de subprodutos industriais (21%), hidrogênio derivado de 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” obtido por eletrólise e outros métodos permanecem marginais. Consequentemente, os postos de abastecimento de hidrogênio atuais 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 ~1,5 MPa) para ~20 MPa usando compressores e o armazenam em contêineres tubulares de 22 MPa. O hidrogênio é então transportado para os postos de abastecimento, onde passa por uma segunda compressão para 45 MPa para veículos com células a combustível. Esse modelo espacialmente fragmentado aumenta os custos de transporte, as despesas com equipamentos e o tempo de processamento, além de permanecer limitado pela produção de hidrogênio “cinza” dependente de combustíveis fósseis.
Além disso, segundo as normas vigentes, o hidrogênio é classificado como uma substância química inflamável e explosiva. Consequentemente, 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 a de "pico de carbono" e a neutralidade de carbono estão impulsionando o hidrogênio verde a se tornar uma direção crucial para o futuro desenvolvimento de 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 tradicionais parques químicos. A compressão direta do hidrogênio produzido no local para abastecimento 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 suprimento 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 aproximadamente 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 dois estágios exige a operação coordenada de ambas as unidades. Além disso, quando a pressão no cilindro de armazenamento de hidrogênio cai abaixo de 5 MPa, os compressores de abastecimento tornam-se inoperantes, resultando em baixas taxas de utilização de hidrogênio.
Em contraste, as estações integradas de produção e abastecimento de hidrogênio demonstram eficiência superior. Nesse modelo, o hidrogênio proveniente da eletrólise pode ser comprimido diretamente de aproximadamente 1,5 MPa para 45 MPa utilizando um único compressor de diafragma, reduzindo significativamente os custos de equipamento e tempo. O limite de pressão de admissão mais baixo (1,5 MPa em vez de 5 MPa) também melhora substancialmente a utilização do hidrogênio.
Com o avanço da tecnologia de eletrólise, espera-se que os postos de abastecimento de hidrogênio integrados sejam cada vez mais adotados, impulsionando a demanda do mercado por compressores de diafragma de 1,5 MPa a 45 MPa. Nossa empresa possui ampla capacidade de projeto e fabricação para fornecer soluções personalizadas para esse cenário de aplicação. Com a crescente participação da produção de hidrogênio verde, prevê-se a proliferação de postos integrados, expandindo as perspectivas de aplicação dos compressores de diafragma e nosso portfólio de produtos, além de oferecer soluções inovadoras de abastecimento.
No entanto, ainda existem desafios no desenvolvimento de estações de hidrogênio integradas e compressores associados, incluindo os altos custos da eletrólise, a classificação do hidrogênio como substância química perigosa e a infraestrutura de hidrogênio incompleta. Abordar essas questões de forma eficaz será crucial para o avanço dos sistemas integrados de energia de hidrogênio.
Data da publicação: 27/02/2025