В цепочке водородной энергетики компрессоры по праву называют «сердцем» системы хранения и транспортировки. Их технические характеристики напрямую определяют стоимость и распространение водорода. Долгое время технологии высокотехнологичных ионно-жидкостных компрессоров были монополизированы зарубежными компаниями. Отечественным предприятиям приходилось не только нести высокие затраты на импорт, но и сталкиваться с ограничениями, вызванными технологическими барьерами. В этом контексте компания «Яньтай Дундэ Индастриал» благодаря самостоятельно разработанному компрессору с ионно-жидкостным уплотнением совершила скачок от технологического догоняния до частичного лидерства, заложив прочную основу для самостоятельного и контролируемого развития водородного оборудования в Китае.
Техническая предпосылка: Проблема «узких мест» в высокотехнологичном оборудовании
Ионно-жидкостные компрессоры благодаря своим характеристикам высокого давления и большой производительности стали высокотехнологичным оборудованием в области хранения и транспортировки водорода. Однако их ключевые патенты долгое время находились в руках иностранных компаний. Отечественные предприятия, находящиеся ниже по цепочке, не только несли огромные расходы на импорт, но и сталкивались с ограничениями в совместимости оборудования и оперативности сервисного обслуживания. С ростом масштабов водородной отрасли Китая, согласно прогнозам «Белой книги по водородной энергетике и топливным элементам Китая», годовой спрос на водород к 2030 году достигнет 37,15 млн тонн. Традиционные компрессоры едва ли могут удовлетворить потребности в высокоэффективном хранении и транспортировке при высоком давлении. Преодоление технологической монополии и разработка отечественных, самостоятельных и контролируемых компрессоров стали ключевым звеном для развития производственной цепочки.
Ключевые моменты инноваций: Технологический скачок, отмеченный одним словом
Компрессор с ионно-жидкостным уплотнением, разработанный компанией «Дундэ Индастриал», хотя и отличается всего одним словом от традиционного «ионно-жидкостного компрессора», достиг нескольких технологических прорывов:
Высокопроизводительные параметры:** Давление нагнетания превышает 100 МПа, производительность единичного агрегата достигает 50 000 стандартных кубометров, степень сжатия более 50:1. Он может повышать давление водорода с 1,6 МПа до 100 МПа, значительно повышая эффективность хранения и транспортировки.
Прорыв в технологии уплотнения: Используется конструкция кривошипно-шатунного механизма и технология циркуляционного ионно-жидкостного уплотнения. Ионная жидкость обеспечивает динамическое уплотнение, смазку и охлаждение поршневых колец, достигая нулевой утечки водорода внутри камеры сжатия. Эту технологию также можно распространить на сценарии повышения давления, связанные с токсичными, легковоспламеняющимися, взрывчатыми или другими специальными газами.
Оптимизация энергоэффективности: Термическая стабильность и охлаждающие свойства ионной жидкости приближают процесс сжатия к изотермическому состоянию, снижая общее энергопотребление на 20-30%. Эксплуатационное энергопотребление агрегата составляет менее 1,75 кВт/кг, что позволяет экономить более миллиона киловатт-часов электроэнергии в год.
Сценарии применения: Многопрофильные решения
Основываясь на ключевых технологических инновациях, данное оборудование создало матрицу применения, охватывающую всю цепочку водородной энергетики:
Производство и хранение зеленого водорода: При производстве водорода методом электролиза воды он позволяет осуществлять прямую заправку водородом под высоким давлением, удовлетворяя потребность в умноженной производительности от отдельных электролизеров.
Водородные заправочные станции: Позволил разработать интегрированные компрессоры для станций производства и заправки водородом, объединив оборудование для производства и заправки в единый агрегат с давлением нагнетания 45 МПа, подходящий для высокопроизводительных заправочных станций.
Нефтехимическая промышленность: Поддерживает различные режимы повышения давления, такие как транспортировка трубопроводными трейлерами и по водородопроводам, и применим в сценариях, включая химический синтез и операции по заправке.
Кроме того, благодаря модульной (skid-mounted) интеграционной конструкции оборудование может гибко развертываться в различных сложных условиях.
Национальное значение: Снижение затрат и поддержка целей «двойного углерода»
Появление отечественного компрессора с ионно-жидкостным уплотнением не только заполнило внутренний технологический пробел, но и стимулировало экономические выгоды отрасли:
Снижение затрат: Локализация сокращает затраты на приобретение примерно на 50% по сравнению с импортной продукцией, снижая затраты на обслуживание в течение жизненного цикла на 60%.
Промышленная синергия: Будучи ключевым компонентом водородного оборудования, его прорыв стимулировал самостоятельное развитие связанных производственных цепочек. В результате компания «Дундэ Индастриал» была признана Национальным «Маленьким гигантом» — Специализированным, Высокотехнологичным, Уникальным и Инновационным предприятием.
Вклад в «двойной углерод»: Повышая эффективность хранения/транспортировки водорода и снижая энергопотребление, он напрямую поддерживает переходный путь замещения водородом традиционных источников энергии, способствуя достижению целей «Пика выбросов углерода и углеродной нейтральности».
Заключение
Прорыв компрессора с ионно-жидкостным уплотнением, эволюционировавший от импорта технологий до самостоятельных инноваций, является воплощением трансформации и модернизации высокотехнологичного машиностроения Китая. С его продвижением и применением как внутри страны, так и на международном уровне, китайское водородное оборудование, используя ключевые технологии в качестве точки опоры, приобретает большее влияние в глобальном энергетическом переходе.
