Waterstofenergie is de afgelopen jaren opnieuw een belangrijk onderwerp geworden in de nieuwe energiesector. De waterstofindustrie wordt expliciet genoemd als een van de belangrijkste opkomende sectoren voor ontwikkeling, naast sectoren zoals nieuwe materialen en innovatieve farmaceutica. Rapporten benadrukken de noodzaak om actief nieuwe groeimotoren te ontwikkelen, waaronder bioproductie, commerciële lucht- en ruimtevaart en economie op lage hoogte, terwijl voor het eerst expliciet prioriteit wordt gegeven aan de versnelling van de ontwikkeling van de waterstofindustrie. Dit onderstreept het enorme potentieel van waterstofenergie.
Momenteel domineert de productie van waterstof op basis van steenkool de aanbodstructuur, goed voor 64%, gevolgd door waterstof als industrieel bijproduct (21%), waterstof op basis van aardgas (14%) en andere methoden (1%). Dit laat zien dat waterstofproductie op basis van fossiele brandstoffen een absolute dominantie heeft met 99%, terwijl op elektrolyse gebaseerde "groene waterstof" en andere methoden marginaal blijven. Huidige waterstoftankstations hanteren daarom voornamelijk het volgende productie-opslag-transportmodel: petrochemische bedrijven in afgelegen gebieden produceren waterstof uit fossiele brandstoffen, comprimeren waterstof onder lage druk (doorgaans ~1,5 MPa) tot ~20 MPa met behulp van compressoren en slaan het op in 22 MPa-tubetrailers. De waterstof wordt vervolgens getransporteerd naar tankstations, waar het een secundaire compressie ondergaat tot 45 MPa voor brandstofcelvoertuigen. Dit ruimtelijk gefragmenteerde model verhoogt de transportkosten, apparatuurkosten en het tijdsverbruik, terwijl het beperkt blijft door de productie van "grijze waterstof" die afhankelijk is van fossiele brandstoffen.
Bovendien wordt waterstof volgens de huidige regelgeving geclassificeerd als een ontvlambare en explosieve, gevaarlijke chemische stof. Hierdoor worden waterstofproductieprojecten voornamelijk geconcentreerd in afgelegen chemische parken met strenge veiligheids- en milieueisen.
Met de voortschrijdende elektrolysetechnologie dalen de productiekosten van groene waterstof geleidelijk. Tegelijkertijd zorgen milieubeleidsmaatregelen zoals "carbon peaking en koolstofneutraliteit" ervoor dat groene waterstof een cruciale richting wordt voor de toekomstige ontwikkeling van gasvormige energie. Het Internationaal Energieagentschap voorspelt dat koolstofarme waterstoftechnologieën zoals elektrolyse tegen 2030 14% van de waterstofmarkt zullen uitmaken, wat een aanzienlijke invloed zal hebben op de lay-out van tankstations. Elektrolysegebaseerde productie, met zijn eenvoudige en toegankelijke grondstof, maakt waterstofproductie mogelijk die verder gaat dan traditionele chemieparken. Directe compressie van ter plaatse geproduceerde waterstof voor het tanken van voertuigen elimineert langeafstandstransport en secundaire compressie, wat de economische en tijdsinvesteringen effectief verlaagt.
Om zich aan te passen aan de gangbare waterstofvoorzieningsketen op basis van fossiele brandstoffen, domineren momenteel twee typen membraancompressoren de markt: 1) Waterstofvulunits met een inlaatdruk van ~1,5 MPa en een uitlaatdruk van 20-22 MPa; 2) Tankstationcompressoren met een inlaatdruk van 5-20 MPa en een uitlaatdruk van 45 MPa. Dit tweetrapsproces vereist echter een gecoördineerde werking van beide units. Bovendien raken de tankcompressoren onbruikbaar wanneer de druk in de waterstofopslagcilinder onder de 5 MPa daalt, wat resulteert in een lage waterstofbenutting.
Geïntegreerde waterstofproductie-tankstations daarentegen vertonen een superieure efficiëntie. In dit model kan waterstof uit elektrolyse direct worden gecomprimeerd van ~1,5 MPa tot 45 MPa met behulp van een enkele membraancompressor, wat de kosten voor apparatuur en tijd aanzienlijk verlaagt. De lagere inlaatdrukdrempel (1,5 MPa versus 5 MPa) verbetert ook de waterstofbenutting aanzienlijk.
Naarmate de elektrolysetechnologie vordert, zullen geïntegreerde waterstofstations naar verwachting breder worden toegepast, wat de marktvraag naar membraancompressoren met een druk van 1,5 tot 45 MPa zal stimuleren. Ons bedrijf beschikt over uitgebreide ontwerp- en productiemogelijkheden om maatwerkoplossingen voor dit toepassingsscenario te bieden. Met het groeiende aandeel van groene waterstofproductie zullen geïntegreerde stations naar verwachting snel toenemen, wat zowel de toepassingsmogelijkheden van membraancompressoren als ons productportfolio zal vergroten en tegelijkertijd innovatieve tankoplossingen zal bieden.
Desondanks blijven er uitdagingen bestaan bij de ontwikkeling van geïntegreerde waterstofstations en bijbehorende compressoren, waaronder hoge elektrolysekosten, de gevaarlijke chemische classificatie van waterstof en een onvolledige waterstofinfrastructuur. Het effectief aanpakken van deze problemen is cruciaal voor de ontwikkeling van geïntegreerde waterstofenergiesystemen.
Plaatsingstijd: 27-02-2025