Ces dernières années, l'hydrogène est redevenu un enjeu crucial dans le secteur des nouvelles énergies. L'industrie de l'hydrogène a été explicitement citée comme l'une des industries émergentes clés pour le développement, aux côtés de secteurs tels que les nouveaux matériaux et les produits pharmaceutiques innovants. Les rapports soulignent la nécessité de cultiver activement de nouveaux moteurs de croissance, notamment la bioproduction, l'aérospatiale commerciale et l'économie de basse altitude, tout en accordant pour la première fois la priorité à l'accélération du développement de l'industrie de l'hydrogène. Cela souligne le vaste potentiel de l'hydrogène énergie.
Actuellement, la production d'hydrogène à partir du charbon domine la structure de l'approvisionnement, représentant 64 %, suivie par l'hydrogène dérivé industriel (21 %), l'hydrogène à partir du gaz naturel (14 %) et d'autres méthodes (1 %). Cela révèle que la production d'hydrogène à partir de combustibles fossiles détient une domination absolue à 99 %, tandis que l'« hydrogène vert » par électrolyse et les autres méthodes restent marginales. Par conséquent, les stations de ravitaillement en hydrogène actuelles adoptent principalement le modèle de production-stockage-transport suivant : les entreprises pétrochimiques des régions éloignées produisent de l'hydrogène à partir de combustibles fossiles, compriment l'hydrogène basse pression (généralement ~1,5 MPa) à ~20 MPa à l'aide de compresseurs, et le stockent dans des remorques tubulaires de 22 MPa. L'hydrogène est ensuite transporté vers les stations de ravitaillement, où il subit une compression secondaire à 45 MPa pour les véhicules à pile à combustible. Ce modèle spatialement fragmenté augmente les coûts de transport, les dépenses d'équipement et la consommation de temps, tout en restant limité par la production d'« hydrogène gris » dépendante des combustibles fossiles.
De plus, selon la réglementation actuelle, l'hydrogène est classé comme un produit chimique dangereux, inflammable et explosif. Par conséquent, les projets de production d'hydrogène sont principalement concentrés dans des parcs chimiques isolés, soumis à des exigences strictes en matière de sécurité et d'environnement.
Grâce aux progrès de l'électrolyse, le coût de production de l'hydrogène vert diminue progressivement. Parallèlement, les politiques environnementales telles que le « pic carbone et la neutralité carbone » font de l'hydrogène vert une orientation cruciale pour le développement futur des énergies gazeuses. L'Agence internationale de l'énergie prévoit que d'ici 2030, les technologies bas carbone de l'hydrogène comme l'électrolyse représenteront 14 % du marché de l'hydrogène, influençant significativement l'aménagement des stations-service. La production par électrolyse, grâce à sa matière première simple et accessible, permet une production d'hydrogène au-delà des parcs chimiques traditionnels. La compression directe de l'hydrogène produit sur site pour le ravitaillement des véhicules élimine le transport longue distance et la compression secondaire, réduisant ainsi efficacement les coûts et les délais.
Pour s'adapter à la chaîne d'approvisionnement en hydrogène traditionnelle basée sur les combustibles fossiles, deux types de compresseurs à membrane dominent actuellement le marché : 1) les unités de remplissage d'hydrogène avec une pression d'admission d'environ 1,5 MPa et une pression de refoulement de 20 à 22 MPa ; 2) les compresseurs de station-service avec une pression d'admission de 5 à 20 MPa et une pression de refoulement de 45 MPa. Cependant, ce processus en deux étapes nécessite un fonctionnement coordonné des deux unités. De plus, lorsque la pression des bouteilles de stockage d'hydrogène descend en dessous de 5 MPa, les compresseurs de ravitaillement deviennent inutilisables, ce qui entraîne de faibles taux d'utilisation de l'hydrogène.
En revanche, les stations intégrées de production et de ravitaillement en hydrogène affichent une efficacité supérieure. Dans ce modèle, l'hydrogène issu de l'électrolyse peut être comprimé directement d'environ 1,5 MPa à 45 MPa à l'aide d'un seul compresseur à membrane, ce qui réduit considérablement les coûts d'équipement et les délais. Le seuil de pression d'admission plus bas (1,5 MPa contre 5 MPa) améliore également considérablement l'utilisation de l'hydrogène.
Avec les progrès de la technologie d'électrolyse, les stations d'hydrogène intégrées devraient se généraliser, stimulant ainsi la demande du marché pour des compresseurs à membrane de 1,5 MPa à 45 MPa. Notre entreprise dispose de capacités complètes de conception et de fabrication pour fournir des solutions sur mesure pour ce scénario d'application. Avec la part croissante de la production d'hydrogène vert, les stations intégrées devraient se multiplier, élargissant ainsi les perspectives d'application des compresseurs à membrane et notre portefeuille de produits, tout en offrant des solutions de ravitaillement innovantes.
Néanmoins, le développement de stations d'hydrogène intégrées et des compresseurs associés pose encore des défis, notamment les coûts élevés de l'électrolyse, la classification chimique dangereuse de l'hydrogène et l'infrastructure incomplète de l'hydrogène. Il sera crucial de s'attaquer efficacement à ces problèmes pour faire progresser les systèmes énergétiques intégrés à l'hydrogène.
Date de publication : 27 février 2025