El desarrollo de los compresores de hidrógeno en China se remonta a los primeros días de la industrialización, tras la fundación de la República Popular China. A lo largo de diferentes períodos históricos, ha experimentado distintas transformaciones tecnológicas e industriales. A continuación, se presenta una descripción general por fases de su evolución:
1. Surgimiento y desarrollo inicial (década de 1950-1970): bases tecnológicas de la demanda de la industria química
En la década de 1950, cuando China se embarcó en la industrialización, los compresores de hidrógeno se convirtieron en equipos fundamentales para sectores como la producción de amoníaco sintético. Los proyectos industriales con ayuda soviética, incluidas las plantas de fertilizantes, introdujeron los compresores de hidrógeno de tipo pistón en China, aunque estos primeros modelos funcionaban a bajas presiones (por debajo de los 20 MPa). Las empresas estatales, como la planta de compresores de gas de Shenyang, comenzaron la producción nacional replicando los diseños soviéticos. Sin embargo, los materiales básicos y las tecnologías de sellado todavía dependían de las importaciones, y la estabilidad del equipo seguía siendo un desafío.
Características tecnológicas: predominaron los compresores de pistón alternativos de baja velocidad, caracterizados por diseños rudimentarios, alto consumo de energía y control limitado de la pureza del hidrógeno. Se utilizaban principalmente en la fabricación de fertilizantes.
2. Absorción y modernización de la tecnología (década de 1980-1990): la colaboración abierta impulsa el progreso**
Después de la reforma y la apertura, China adoptó una estrategia de "Intercambio de mercado por tecnología." para importar tecnologías avanzadas de compresores de Europa, Estados Unidos y Japón. Por ejemplo, la fábrica de maquinaria química de Sichuan se asoció con BORSIG de Alemania para producir compresores de diafragma de alta presión, logrando niveles de presión de hasta 45 MPa y mejorando significativamente la eficiencia. Las universidades nacionaleschinas, incluidas la Universidad de Xi'an Jiaotong y la Universidad de Zhejiang, realizaron investigaciones fundamentales sobre la dinámica de las válvulas de los compresores y los materiales de sellado, sentando las bases para la innovación independiente.
Avances: aumentó la producción local de compresores de diafragma, y materiales clave como los sellos de PTFE lograron avances nacionales en I+D. Los compresores centrífugos comenzaron a utilizarse en unidades de hidrogenación a gran escala para la industria petroquímica.
3. Era de innovación independiente (década de 2000-década de 2010): la energía del hidrógeno impulsa avances tecnológicos**
A principios de la década de 2000, el Programa Nacional 863 de China priorizó la energía del hidrógeno, y el auge de los vehículos con celdas de combustible creó una demanda de compresores de hidrógeno de alta presión (más de 70 MPa) y alto flujo. Instituciones como el Instituto de Física y Química de la Academia China de Ciencias y el Instituto de Propulsión Aeroespacial de Beijing superaron los desafíos del sellado de metales de alta presión, desarrollando compresores de 90 MPa para estaciones de reabastecimiento de hidrógeno, rompiendo así los monopolios extranjeros. En 2017, se lanzó en Jiangsu el primer compresor de líquido iónico de 90 MPa de China, con lubricación sin aceite, lo que redujo los costos de mantenimiento.
Aspectos destacados: Maduración de la compresión de líquidos iónicos, mecanizado a presión ultraalta y sistemas de control inteligente. Las tasas de localización de compresores de estaciones de hidrógeno aumentaron de <10% a más del 50%.
4. Fase de ampliación (década de 2020-presente): avances de ciclo completo bajo los objetivos de "carbono dual"
Después de 2020, la industria del hidrógeno de China creció gracias a la estrategia de "carbono dual". El Plan de mediano y largo plazo para el desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno de 2022 identificó a los compresores de hidrógeno como una "tecnología de cuello de botella" clave. Empresas líderes como Binglun Environment y Zhongding Hengsheng lanzaron compresores impulsados por líquido a nivel de megavatios con salidas diarias de 1000 kg y un consumo de energía un 30% menor. En 2023, el primer proyecto de energía eólica marina a hidrógeno de China implementó compresores desarrollados a nivel nacional en Guangdong, lo que mostró avances en la adaptabilidad a alta presión en aguas profundas.
Avances recientes:
Innovaciones en materiales: aleaciones resistentes al hidrógeno, revestimientos cerámicos.
Tecnologías inteligentes: optimización de parámetros impulsada por IA, precisión de predicción de fallas del 95 %.
Estandarización: estándares nacionales como los requisitos técnicos de seguridad para compresores de diafragma de estaciones de reabastecimiento de hidrógeno.
5. Desafíos y direcciones futuras
A pesar de la transición de "seguir" a "estar en paralelo" con los líderes mundiales, siguen existiendo brechas en la confiabilidad en condiciones extremas (por ejemplo, entornos de -40 °C) y la longevidad de los componentes de presión ultraalta (referencias globales: 80 000 horas). Las prioridades futuras incluyen:
1. Componentes principales: motores de alta velocidad totalmente localizados y materiales de sellado a escala nanométrica.
2. Integración de hidrógeno verde: sistemas de compresión flexibles para fluctuaciones de energía renovable.
3. Reducción de costos: escalar la producción para reducir los costos en más del 40 %.
Conclusión
Desde la reproducción de diseños de la era soviética hasta el liderazgo en infraestructura global de hidrógeno verde, la evolución de los compresores de hidrógeno de China refleja su ascenso industrial más amplio. A medida que la energía del hidrógeno abre mercados de billones de dólares, las tecnologías de compresores chinas están preparadas para convertirse en facilitadores fundamentales de la transición energética global.
