V posledných rokoch sa vodíková energia opäť stala kritickou témou v novom energetickom sektore. Vodíkový priemysel bol výslovne uvedený ako jeden z kľúčových rozvíjajúcich sa odvetví na hraniciach rozvoja, spolu so sektormi, ako sú nové materiály a inovatívne liečivá. Správy zdôrazňujú potrebu aktívneho pestovania nových rastových motorov vrátane biovýroby, komerčného leteckého a kozmického priemyslu a ekonomiky v nízkych nadmorských výškach, pričom po prvýkrát výslovne uprednostňujú zrýchlenie rozvoja vodíkového priemyslu. To podčiarkuje obrovský potenciál vodíkovej energie.
V súčasnosti dominuje v štruktúre dodávok výroba vodíka z uhlia so 64 %, nasleduje priemyselný vedľajší produkt vodík (21 %), vodík zo zemného plynu (14 %) a iné metódy (1 %). To ukazuje, že výroba vodíka z fosílnych palív má absolútnu dominanciu s 99 %, zatiaľ čo „zelený vodík“ založený na elektrolýze a iné metódy zostávajú okrajové. V dôsledku toho súčasné čerpacie stanice vodíka primárne prijímajú nasledujúci model výroby, skladovania a prepravy: Petrochemické spoločnosti v odľahlých oblastiach vyrábajú vodík z fosílnych palív, stláčajú nízkotlakový vodík (zvyčajne ~1,5 MPa) na ~20 MPa pomocou kompresorov a skladujú ho v rúrkových návesoch s tlakom 22 MPa. Vodík sa potom prepravuje na čerpacie stanice, kde sa podrobuje sekundárnej kompresii na 45 MPa pre vozidlá s palivovými článkami. Tento priestorovo fragmentovaný model zvyšuje náklady na dopravu, náklady na vybavenie a časovú náročnosť, pričom zostáva obmedzený výrobou „sivého vodíka“ závislou od fosílnych palív.
Okrem toho je podľa súčasných predpisov vodík klasifikovaný ako horľavá a výbušná nebezpečná chemikália. V dôsledku toho sú projekty výroby vodíka prevažne sústredené vo vzdialených chemických parkoch s prísnymi bezpečnostnými a environmentálnymi požiadavkami.
S pokrokom v technológii elektrolýzy sa výrobné náklady na zelený vodík postupne znižujú. Zároveň environmentálne politiky, ako napríklad „dosiahnutie vrcholov uhlíka a uhlíková neutralita“, posúvajú zelený vodík do kľúčového smeru pre budúci rozvoj plynnej energie. Medzinárodná energetická agentúra predpovedá, že do roku 2030 budú nízkouhlíkové vodíkové technológie, ako je elektrolýza, tvoriť 14 % trhu s vodíkom, čo výrazne ovplyvní usporiadanie čerpacích staníc. Výroba založená na elektrolýze s jej jednoduchými a dostupnými surovinami umožňuje výrobu vodíka nad rámec tradičných chemických parkov. Priama kompresia vodíka vyrobeného na mieste na tankovanie vozidiel eliminuje prepravu na dlhé vzdialenosti a sekundárnu kompresiu, čím sa efektívne znižujú ekonomické a časové náklady.
Aby sa prispôsobili hlavnému prúdu dodávateľského reťazca vodíka z fosílnych palív, na trhu v súčasnosti dominujú dva typy membránových kompresorov: 1) Plniace jednotky vodíka so vstupným tlakom ~1,5 MPa a výstupným tlakom 20 – 22 MPa; 2) Kompresory v čerpacích staniciach so vstupným tlakom 5 – 20 MPa a výstupným tlakom 45 MPa. Tento dvojstupňový proces si však vyžaduje koordinovanú prevádzku oboch jednotiek. Navyše, keď tlak v zásobníkoch vodíka klesne pod 5 MPa, plniace kompresory sa stanú nefunkčnými, čo vedie k nízkej miere využitia vodíka.
Naproti tomu integrované stanice na výrobu a dopĺňanie vodíka vykazujú vynikajúcu účinnosť. V tomto modeli je možné vodík z elektrolýzy priamo stlačiť z ~1,5 MPa na 45 MPa pomocou jediného membránového kompresora, čo výrazne znižuje náklady na zariadenie a čas. Nižší prah vstupného tlaku (1,5 MPa oproti 5 MPa) tiež podstatne zlepšuje využitie vodíka.
S pokrokom v technológii elektrolýzy sa očakáva širšie uplatnenie integrovaných vodíkových staníc, čo zvýši dopyt na trhu po membránových kompresoroch s tlakom 1,5 MPa až 45 MPa. Naša spoločnosť disponuje komplexnými konštrukčnými a výrobnými kapacitami na poskytovanie riešení na mieru pre tento aplikačný scenár. S rastúcim podielom výroby zeleného vodíka sa predpokladá, že sa integrované stanice budú rozširovať, čím sa rozšíria aplikačné vyhliadky membránových kompresorov aj naše produktové portfólio a zároveň sa poskytnú inovatívne riešenia dopĺňania paliva.
Napriek tomu pretrvávajú výzvy pri vývoji integrovaných vodíkových staníc a súvisiacich kompresorov vrátane vysokých nákladov na elektrolýzu, klasifikácie vodíka ako nebezpečnej chemickej látky a neúplnej vodíkovej infraštruktúry. Účinné riešenie týchto problémov bude kľúčové pre rozvoj integrovaných vodíkových energetických systémov.
Čas uverejnenia: 27. februára 2025