Negli ultimi anni, l'energia a idrogeno è riemersa come tema cruciale nel settore delle nuove energie. 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 farmaci innovativi. I rapporti sottolineano la necessità di coltivare attivamente nuovi motori di crescita, tra cui la biofabbricazione, l'industria aerospaziale commerciale e l'economia a bassa quota, dando esplicitamente priorità, per la prima volta, all'accelerazione dello sviluppo dell'industria dell'idrogeno. Ciò evidenzia l'enorme potenziale dell'energia a idrogeno.
Attualmente, la produzione di idrogeno da carbone domina la struttura di approvvigionamento, rappresentando il 64%, seguita dall'idrogeno da sottoprodotti industriali (21%), dall'idrogeno da gas naturale (14%) e da altri metodi (1%). Ciò rivela che la produzione di idrogeno da combustibili fossili detiene una quota dominante assoluta, pari al 99%, mentre l'idrogeno "verde" prodotto tramite 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 cisterna a 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 i tempi di utilizzo, rimanendo al contempo limitato 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, soggetti a rigorosi requisiti di sicurezza e ambientali.
Grazie al progresso della tecnologia di elettrolisi, il costo di produzione dell'idrogeno verde sta gradualmente diminuendo. Allo stesso tempo, le politiche ambientali come il "picco di carbonio e la neutralità carbonica" stanno spingendo l'idrogeno verde a diventare una direzione cruciale per il futuro sviluppo dell'energia gassosa. L'Agenzia Internazionale dell'Energia prevede che entro il 2030, le tecnologie per la produzione di 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 anche al di fuori 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 catena di approvvigionamento dell'idrogeno basata sui combustibili fossili, attualmente sul mercato predominano due tipi di compressori a membrana: 1) Unità di riempimento dell'idrogeno con pressione di aspirazione di circa 1,5 MPa e pressione di mandata di 20-22 MPa; 2) Compressori per stazioni di rifornimento con pressione di aspirazione di 5-20 MPa e pressione di mandata di 45 MPa. Tuttavia, questo processo a due fasi richiede il funzionamento coordinato di entrambe le unità. Inoltre, quando la pressione nella bombola di stoccaggio dell'idrogeno scende al di sotto di 5 MPa, i compressori di rifornimento diventano inutilizzabili, con conseguente riduzione dei 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 prodotto tramite elettrolisi può essere compresso direttamente da circa 1,5 MPa a 45 MPa utilizzando un singolo compressore a membrana, riducendo significativamente i costi delle apparecchiature e i tempi. La minore soglia di pressione di aspirazione (1,5 MPa rispetto a 5 MPa) migliora inoltre sostanzialmente l'utilizzo dell'idrogeno.
Con l'avanzare della tecnologia di elettrolisi, si prevede una maggiore diffusione delle stazioni di rifornimento di idrogeno integrate, il che stimolerà la domanda di compressori a membrana da 1,5 MPa a 45 MPa. La nostra azienda possiede competenze complete di progettazione e produzione 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 di applicazione dei compressori a membrana sia il nostro portafoglio prodotti, offrendo al contempo soluzioni di rifornimento innovative.
Ciononostante, permangono delle sfide nello sviluppo di stazioni di rifornimento di idrogeno integrate e dei relativi compressori, tra cui gli elevati costi dell'elettrolisi, la classificazione dell'idrogeno come sostanza chimica pericolosa e l'incompletezza delle infrastrutture per l'idrogeno. Affrontare efficacemente questi problemi sarà fondamentale per promuovere i sistemi energetici integrati a idrogeno.
Data di pubblicazione: 27 febbraio 2025