Развитие водородных компрессоров в Китае можно отнести к раннему этапу индустриализации после основания Нового Китая, и в разные исторические периоды оно претерпевало различные технологические и промышленные изменения. Ниже приводится поэтапный обзор развития водородных компрессоров:
1. Возникновение и первоначальное развитие (20 век 1950-1970 года.): технологическая основа химического спроса
В
Технические характеристики: в основном низкоскоростные поршневые компрессоры, отсталая конструкция, высокое энергопотребление, ограниченный контроль чистоты водорода, в основном используются в производстве удобрений.
2. переваривание, усвоение и модернизация технологий (20 век 1980-1990-е гг.): открытое сотрудничество в интересах технологического прогресса
После реформы и открытия Китай принял стратегию «рынок обмен технологий», внедряя передовые компрессорные технологии из Европы, Америки и Японии, такие как Сычуаньский завод химического машиностроения и немецкая компания BORSIG для производства мембранного компрессора высокого давления, уровень давления 45MPa, со значительно улучшенной эффективностью. Сианьский университет Цзяотун, Чжэцзянский университет и другие отечественные университеты в области динамики клапана компрессора, уплотнительных материалов и других аспектов фундаментальных исследований, заложили основу для независимых инноваций.
Технологические прорывы: скорость локализации мембранных компрессоров продолжает улучшаться, уплотнения PTFE и другие ключевые материалы достигли прорыва в местных исследованиях и разработках. Центробежные компрессоры начали использоваться в нефтехимической крупномасштабной гидрогенизационной установке.
3. Эра автономных инноваций (2000-2010-е годы): водородная энергетика стимулирует технологический скачок
В начале XXI века Национальная программа 863 включила водородную энергетику в число ключевых направлений развития, а рост числа автомобилей на топливных элементах привел к появлению спроса на водородные компрессоры высокого давления (70+МПа) и высокой производительности. Институт физики и химии Китайской академии наук, Пекинский институт аэрокосмической динамики и другие подразделения преодолели проблему металлического уплотнения высокого давления и разработали компрессор 90 МПа для водородной заправочной станции, нарушив монополию зарубежных стран. В 2017 году в провинции Цзянсу сошел с производственной линии первый в Китае компрессор на ионной жидкости 90 МПа, в котором используется безмасляная смазка и снижены затраты на обслуживание.
Основные моменты: сжатие ионной жидкости, обработка под сверхвысоким давлением и интеллектуальные системы управления становятся все более зрелыми, а уровень локализации компрессоров для станций гидрирования вырос с менее чем 10 % до более чем 50 %.
4. этап расширения масштабов (2020-2025 гг.): прорыв полного цикла в рамках двухуглеродной стратегии
После 2020 года водородная промышленность Китая будет процветать в рамках стратегии двойного углерода. В среднесрочном и долгосрочном плане развития водородной промышленности, опубликованном в 2022 году, водородный компрессор назван ключевой «технологией узкого места», и ведущие компании, такие как Binglun Environment и Zhongding Hengsheng, запустили компрессоры мегаваттного класса с жидкостным приводом с производительностью 1000 кг в день и снижением потребления энергии на 30%. В 2023 году первый в Китае оффшорный ветроэнергетический водородный проект в Гуандуне оснастили отечественными компрессорами и совершили прорыв в адаптации к высокому давлению на большой глубине.
Последние достижения:
Инновации в области материалов: водородостойкий сплав, керамическое покрытие.
Интеллектуальные технологии: оптимизация параметров на основе искусственного интеллекта, точность прогнозирования отказов 95 %.
Стандартизация: национальные стандарты, такие как Технические требования безопасности для мембранных компрессоров для водородных заправочных станций
5. вызовы и будущие направления
Несмотря на переход от «следования» к «параллели» с мировыми лидерами, остаются пробелы в плане надежности в экстремальных условиях (например, при температуре окружающей среды -40°C) и срока службы компонентов сверхвысокого напряжения (мировой стандарт: 80 000 часов). Приоритеты на будущее включают:
1. основные компоненты: полностью локализованные высокоскоростные двигатели и наноразмерные уплотнительные материалы.
2. интеграция «зеленого» водорода: гибкие системы сжатия для нестабильных возобновляемых источников энергии.
3. снижение затрат: расширение производства для снижения стоимости более чем на 40 %.
Заключение
Развитие водородных компрессоров в Китае - от копирования советских разработок до лидерства в глобальной инфраструктуре «зеленого» водорода - отражает более широкий промышленный подъем страны. Поскольку водородная энергетика открывает рынок на триллион долларов, ожидается, что китайские компрессорные технологии станут ключевым фактором глобального энергетического перехода.
