در سال‌های اخیر، انرژی هیدروژنی به عنوان یک موضوع حیاتی در بخش انرژی‌های نو، دوباره ظهور کرده است. صنعت هیدروژن به صراحت به عنوان یکی از صنایع نوظهور و کلیدی برای توسعه، در کنار بخش‌هایی مانند مواد جدید و داروهای نوآورانه، ذکر شده است. گزارش‌ها بر لزوم پرورش فعال موتورهای رشد جدید، از جمله تولید زیستی، هوافضای تجاری و اقتصاد در ارتفاع کم، تأکید دارند، در حالی که برای اولین بار به صراحت شتاب بخشیدن به توسعه صنعت هیدروژن را در اولویت قرار داده‌اند. این امر پتانسیل گسترده انرژی هیدروژن را برجسته می‌کند.
در حال حاضر، تولید هیدروژن مبتنی بر زغال سنگ با ۶۴٪ سهم، بر ساختار عرضه غالب است و پس از آن هیدروژن حاصل از محصولات جانبی صنعتی (۲۱٪)، هیدروژن مبتنی بر گاز طبیعی (۱۴٪) و سایر روش‌ها (۱٪) قرار دارند. این نشان می‌دهد که تولید هیدروژن مبتنی بر سوخت فسیلی با ۹۹٪ تسلط مطلق دارد، در حالی که "هیدروژن سبز" مبتنی بر الکترولیز و سایر روش‌ها همچنان در حاشیه قرار دارند. در نتیجه، ایستگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژن فعلی در درجه اول مدل تولید-ذخیره‌سازی-حمل و نقل زیر را اتخاذ می‌کنند: شرکت‌های پتروشیمی در مناطق دورافتاده هیدروژن را از سوخت‌های فسیلی تولید می‌کنند، هیدروژن کم‌فشار (معمولاً حدود ۱.۵ مگاپاسکال) را با استفاده از کمپرسورها تا حدود ۲۰ مگاپاسکال فشرده می‌کنند و آن را در تریلرهای لوله‌ای ۲۲ مگاپاسکال ذخیره می‌کنند. سپس هیدروژن به ایستگاه‌های سوخت‌گیری منتقل می‌شود، جایی که تحت فشرده‌سازی ثانویه تا ۴۵ مگاپاسکال برای وسایل نقلیه پیل سوختی قرار می‌گیرد. این مدل چندپاره مکانی، هزینه‌های حمل و نقل، هزینه‌های تجهیزات و مصرف زمان را افزایش می‌دهد، در حالی که همچنان محدود به تولید "هیدروژن خاکستری" وابسته به سوخت فسیلی است.
علاوه بر این، طبق مقررات فعلی، هیدروژن به عنوان یک ماده شیمیایی خطرناک قابل اشتعال و انفجار طبقه‌بندی می‌شود. در نتیجه، پروژه‌های تولید هیدروژن عمدتاً در پارک‌های شیمیایی دورافتاده با الزامات سختگیرانه ایمنی و زیست‌محیطی متمرکز شده‌اند.
با پیشرفت فناوری الکترولیز، هزینه تولید هیدروژن سبز به تدریج در حال کاهش است. همزمان، سیاست‌های زیست‌محیطی مانند «کاهش انتشار کربن و خنثی‌سازی کربن» هیدروژن سبز را به سمت تبدیل شدن به یک جهت حیاتی برای توسعه انرژی گازی آینده سوق می‌دهند. آژانس بین‌المللی انرژی پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۳۰، فناوری‌های هیدروژن کم‌کربن مانند الکترولیز ۱۴٪ از بازار هیدروژن را به خود اختصاص خواهند داد که به طور قابل توجهی بر طرح‌بندی ایستگاه‌های سوخت‌گیری تأثیر می‌گذارد. تولید مبتنی بر الکترولیز، با خوراک ساده و در دسترس خود، تولید هیدروژن را فراتر از پارک‌های شیمیایی سنتی امکان‌پذیر می‌کند. فشرده‌سازی مستقیم هیدروژن تولید شده در محل برای سوخت‌گیری خودرو، حمل و نقل در مسافت‌های طولانی و فشرده‌سازی ثانویه را از بین می‌برد و به طور مؤثر هزینه‌های اقتصادی و زمانی را کاهش می‌دهد.
برای انطباق با زنجیره تأمین هیدروژن مبتنی بر سوخت فسیلی، در حال حاضر دو نوع کمپرسور دیافراگمی بر بازار تسلط دارند: ۱) واحدهای پر کردن هیدروژن با فشار ورودی حدود ۱.۵ مگاپاسکال و فشار تخلیه ۲۰-۲۲ مگاپاسکال؛ ۲) کمپرسورهای ایستگاه سوخت‌گیری با فشار ورودی ۵-۲۰ مگاپاسکال و فشار تخلیه ۴۵ مگاپاسکال. با این حال، این فرآیند دو مرحله‌ای نیاز به عملکرد هماهنگ هر دو واحد دارد. علاوه بر این، هنگامی که فشار سیلندر ذخیره‌سازی هیدروژن به زیر ۵ مگاپاسکال کاهش می‌یابد، کمپرسورهای سوخت‌گیری از کار می‌افتند و در نتیجه میزان استفاده از هیدروژن پایین می‌آید.
در مقابل، ایستگاه‌های سوخت‌گیری-تولید هیدروژن یکپارچه، راندمان بالاتری را نشان می‌دهند. در این مدل، هیدروژن حاصل از الکترولیز می‌تواند مستقیماً با استفاده از یک کمپرسور دیافراگمی واحد از حدود ۱.۵ مگاپاسکال به ۴۵ مگاپاسکال فشرده شود و هزینه‌های تجهیزات و زمان را به طور قابل توجهی کاهش دهد. آستانه فشار ورودی پایین‌تر (۱.۵ مگاپاسکال در مقابل ۵ مگاپاسکال) نیز به طور قابل توجهی استفاده از هیدروژن را بهبود می‌بخشد.
با پیشرفت فناوری الکترولیز، انتظار می‌رود ایستگاه‌های هیدروژن یکپارچه، پذیرش گسترده‌تری پیدا کنند و تقاضای بازار برای کمپرسورهای دیافراگمی ۱.۵ مگاپاسکال تا ۴۵ مگاپاسکال را افزایش دهند. شرکت ما دارای قابلیت‌های جامع طراحی و تولید برای ارائه راه‌حل‌های سفارشی برای این سناریوی کاربردی است. با افزایش سهم تولید هیدروژن سبز، پیش‌بینی می‌شود ایستگاه‌های یکپارچه گسترش یابند و هم چشم‌انداز کاربرد کمپرسورهای دیافراگمی و هم سبد محصولات ما را گسترش دهند و در عین حال راه‌حل‌های سوخت‌گیری نوآورانه‌ای ارائه دهند.
با این وجود، چالش‌هایی در توسعه ایستگاه‌های هیدروژن یکپارچه و کمپرسورهای مرتبط، از جمله هزینه‌های بالای الکترولیز، طبقه‌بندی شیمیایی خطرناک هیدروژن و زیرساخت‌های ناقص هیدروژن، همچنان وجود دارد. پرداختن مؤثر به این مسائل برای پیشرفت سیستم‌های انرژی هیدروژن یکپارچه بسیار مهم خواهد بود.
زمان ارسال: ۲۷ فوریه ۲۰۲۵