Negli ultimi anni, l'energia dell'idrogeno è riemersa come un tema cruciale nel nuovo settore energetico. L'industria dell'idrogeno è stata esplicitamente indicata come una delle principali industrie emergenti di frontiera per lo sviluppo, insieme a settori come i nuovi materiali e i prodotti farmaceutici innovativi. I rapporti sottolineano la necessità di coltivare attivamente nuovi motori di crescita, tra cui la bio-produzione, l'aerospaziale commerciale e l'economia a bassa quota, dando per la prima volta priorità esplicita all'accelerazione dello sviluppo dell'industria dell'idrogeno. Ciò sottolinea l'ampio potenziale dell'energia dell'idrogeno.
Attualmente, la produzione di idrogeno a base di carbone domina la struttura dell'approvvigionamento, rappresentando il 64%, seguita dall'idrogeno derivato da sottoprodotti industriali (21%), dall'idrogeno ricavato dal gas naturale (14%) e da altri metodi (1%). Ciò rivela che la produzione di idrogeno a base di combustibili fossili detiene una predominanza assoluta al 99%, mentre l'"idrogeno verde" basato sull'elettrolisi e altri metodi rimangono marginali. Di conseguenza, le attuali stazioni di rifornimento di idrogeno adottano principalmente il seguente modello di produzione-stoccaggio-trasporto: le aziende petrolchimiche in aree remote producono idrogeno da combustibili fossili, comprimono l'idrogeno a bassa pressione (tipicamente ~1,5 MPa) a ~20 MPa utilizzando compressori e lo immagazzinano in rimorchi tubolari da 22 MPa. L'idrogeno viene quindi trasportato alle stazioni di rifornimento, dove subisce una compressione secondaria a 45 MPa per i veicoli a celle a combustibile. Questo modello spazialmente frammentato aumenta i costi di trasporto, le spese per le attrezzature e il consumo di tempo, pur rimanendo vincolato dalla produzione di "idrogeno grigio" dipendente dai combustibili fossili.
Inoltre, secondo le normative vigenti, l'idrogeno è classificato come sostanza chimica pericolosa, infiammabile ed esplosiva. Di conseguenza, i progetti di produzione di idrogeno sono prevalentemente concentrati in parchi chimici remoti, con rigorosi requisiti di sicurezza e ambientali.
Con il progresso della tecnologia di elettrolisi, il costo di produzione dell'idrogeno verde sta gradualmente diminuendo. Allo stesso tempo, politiche ambientali come il "carbon peaking" e la neutralità carbonica stanno spingendo l'idrogeno verde a diventare una direzione cruciale per il futuro sviluppo dell'energia gassosa. L'Agenzia Internazionale per l'Energia prevede che entro il 2030, le tecnologie dell'idrogeno a basse emissioni di carbonio come l'elettrolisi rappresenteranno il 14% del mercato dell'idrogeno, influenzando significativamente la configurazione delle stazioni di rifornimento. La produzione basata sull'elettrolisi, con la sua materia prima semplice e accessibile, consente la produzione di idrogeno al di là dei tradizionali parchi chimici. La compressione diretta dell'idrogeno prodotto in loco per il rifornimento dei veicoli elimina il trasporto a lunga distanza e la compressione secondaria, riducendo efficacemente i costi economici e di tempo.
Per adattarsi alla tradizionale filiera dell'idrogeno basata sui combustibili fossili, attualmente sul mercato dominano due tipologie di compressori a membrana: 1) Unità di riempimento dell'idrogeno con pressione di aspirazione di ~1,5 MPa e pressione di scarico di 20-22 MPa; 2) Compressori per stazioni di rifornimento con pressione di aspirazione di 5-20 MPa e pressione di scarico di 45 MPa. Tuttavia, questo processo a due stadi richiede il funzionamento coordinato di entrambe le unità. Inoltre, quando la pressione del cilindro di stoccaggio dell'idrogeno scende al di sotto di 5 MPa, i compressori di rifornimento diventano inutilizzabili, con conseguenti bassi tassi di utilizzo dell'idrogeno.
Al contrario, le stazioni integrate di produzione e rifornimento di idrogeno dimostrano un'efficienza superiore. In questo modello, l'idrogeno derivante dall'elettrolisi può essere compresso direttamente da circa 1,5 MPa a 45 MPa utilizzando un singolo compressore a membrana, riducendo significativamente i costi di attrezzature e tempi. Anche la soglia di pressione di aspirazione inferiore (1,5 MPa contro 5 MPa) migliora sostanzialmente l'utilizzo dell'idrogeno.
Con l'avanzare della tecnologia dell'elettrolisi, si prevede una maggiore diffusione delle stazioni di idrogeno integrate, con conseguente aumento della domanda di mercato per compressori a membrana da 1,5 MPa a 45 MPa. La nostra azienda vanta capacità di progettazione e produzione complete per fornire soluzioni personalizzate per questo scenario applicativo. Con la crescente quota di produzione di idrogeno verde, si prevede una proliferazione delle stazioni integrate, ampliando sia le prospettive applicative dei compressori a membrana sia il nostro portafoglio prodotti, offrendo al contempo soluzioni di rifornimento innovative.
Tuttavia, persistono difficoltà nello sviluppo di stazioni di idrogeno integrate e dei relativi compressori, tra cui gli elevati costi di elettrolisi, la classificazione chimica pericolosa dell'idrogeno e un'infrastruttura incompleta. Affrontare efficacemente questi problemi sarà fondamentale per il progresso dei sistemi energetici integrati a idrogeno.
Data di pubblicazione: 27 febbraio 2025