В останні роки воднева енергетика знову стала критично важливою темою в новому енергетичному секторі. Воднева промисловість була чітко зазначена як одна з ключових передових галузей, що розвиваються, поряд з такими секторами, як нові матеріали та інноваційна фармацевтика. У звітах підкреслюється необхідність активного розвитку нових двигунів зростання, включаючи біовиробництво, комерційну аерокосмічну галузь та низьковисотну економіку, водночас вперше чітко надаючи пріоритет прискоренню розвитку водневої промисловості. Це підкреслює величезний потенціал водневої енергетики.
Наразі виробництво водню на основі вугілля домінує в структурі поставок, складаючи 64%, далі йдуть промисловий побічний водень (21%), водень на основі природного газу (14%) та інші методи (1%). Це свідчить про те, що виробництво водню на основі викопного палива має абсолютне домінування на рівні 99%, тоді як «зелений водень» на основі електролізу та інші методи залишаються незначними. Отже, сучасні станції заправки воднем переважно використовують таку модель виробництва-зберігання-транспортування: нафтохімічні компанії у віддалених районах виробляють водень з викопного палива, стискають водень низького тиску (зазвичай ~1,5 МПа) до ~20 МПа за допомогою компресорів та зберігають його у трубчастих причепах на 22 МПа. Потім водень транспортується на станції заправки, де він піддається вторинному стиску до 45 МПа для транспортних засобів на паливних елементах. Ця просторово фрагментована модель збільшує транспортні витрати, витрати на обладнання та витрати часу, водночас залишаючись обмеженою залежністю від викопного палива виробництва «сірого водню».
Крім того, згідно з чинними правилами, водень класифікується як легкозаймиста та вибухонебезпечна хімічна речовина. Як наслідок, проекти з виробництва водню переважно зосереджені у віддалених хімічних парках із суворими вимогами безпеки та охорони навколишнього середовища.
З розвитком технології електролізу вартість виробництва зеленого водню поступово знижується. Водночас, екологічна політика, така як «досягнення піку викидів вуглецю та вуглецева нейтральність», змушує зелений водень стати вирішальним напрямком для майбутнього розвитку газової енергетики. Міжнародне енергетичне агентство прогнозує, що до 2030 року низьковуглецеві водневі технології, такі як електроліз, становитимуть 14% ринку водню, що суттєво вплине на розташування заправних станцій. Виробництво на основі електролізу, завдяки своїй простій та доступній сировині, дозволяє виробляти водень поза межами традиційних хімічних парків. Пряме стиснення водню, що виробляється на місці, для заправки транспортних засобів усуває необхідність транспортування на далекі відстані та вторинного стиснення, що ефективно зменшує економічні та часові витрати.
Щоб адаптуватися до основного ланцюга поставок водню на основі викопного палива, на ринку зараз домінують два типи діафрагмових компресорів: 1) Водневі заправні установки з тиском входу ~1,5 МПа та тиском нагнітання 20-22 МПа; 2) Компресори заправних станцій з тиском входу 5-20 МПа та тиском нагнітання 45 МПа. Однак цей двостадійний процес вимагає скоординованої роботи обох установок. Більше того, коли тиск у балонах для зберігання водню падає нижче 5 МПа, заправні компресори виходять з ладу, що призводить до низького коефіцієнта використання водню.
На відміну від цього, інтегровані станції виробництва та заправки воднем демонструють вищу ефективність. У цій моделі водень, отриманий шляхом електролізу, можна безпосередньо стискати з тиску ~1,5 МПа до 45 МПа за допомогою одного діафрагмового компресора, що значно зменшує витрати на обладнання та час. Нижчий поріг тиску на вході (1,5 МПа проти 5 МПа) також суттєво покращує використання водню.
З розвитком технології електролізу очікується ширше впровадження інтегрованих водневих станцій, що стимулюватиме ринковий попит на діафрагмові компресори з тиском від 1,5 МПа до 45 МПа. Наша компанія володіє комплексними конструкторськими та виробничими можливостями для надання індивідуальних рішень для цього сценарію застосування. Зі зростанням частки виробництва зеленого водню прогнозується поширення інтегрованих станцій, що розширить як перспективи застосування діафрагмових компресорів, так і наш портфель продуктів, а також пропонуватиме інноваційні рішення для заправки.
Тим не менш, проблеми з розробкою інтегрованих водневих станцій та пов'язаних з ними компресорів залишаються, включаючи високу вартість електролізу, класифікацію водню як небезпечних хімічних речовин та незавершену водневу інфраструктуру. Ефективне вирішення цих проблем матиме вирішальне значення для розвитку інтегрованих водневих енергетичних систем.
Час публікації: 27 лютого 2025 р.