实现气候中和的经济去碳化是人类面临的最大挑战之一。这一目标将通过向可再生能源发电过渡，并将能源、工业、建筑和交通部门结合起来，特别是通过电力来实现。由于风能或太阳能可再生能源发电的高度波动性，可靠且具有成本效益的大量能源储存和运输方案是必不可少的先决条件。只有实现这些目标，碳中和的目标才能实现。氢气满足这些要求，也可以用作过程工业中的反应物或反应伙伴
压缩机将H2价值链中从生产到最终用户的各个组件和工艺步骤连接起来。它们在氢气的储存和运输中起着核心作用。尽管H2的重量能量密度很高，但它的低密度是所有气体中最低的，这使得压缩、液化或与其他材料或元素结合成为有用技术利用所必需的。所有这些过程都需要高效的压缩机来增加氢气的体积能量密度。为了为各个案例实现全球优化的解决方案，在整个价值链中协调和选择组件的整体、综合方法至关重要。
除了在氢气压缩机的开发、建造和维护方面拥有数百年的经验外，我们的解决方案组合还包括PEM电解槽和小型蒸汽重整器等氢气发生系统。此外，我们是氢能项目开发的理想合作伙伴。
“绿色氢”可以由太阳能、风能、水力、生物质能、地热能或潮汐能发电厂等可再生能源生产。如果H2是由核能产生的，它被称为“红色H2”。氢气也可以从天然气等化石燃料中生产。所有这些来源在波动性、投资成本和每年可实现的满负荷小时数方面都有各自的特点
最具成本效益且因此最广泛的H2生产方法是从化石天然气中蒸汽重整甲烷（SMR）。然而，每吨氢气产生约10吨二氧化碳，即300克/千瓦时。通过捕获、储存或使用（CCSU）产生的二氧化碳，可以显著改善这一过程的碳足迹。SMR与CCSU结合从化石甲烷中产生的氢气被称为“蓝氢”。热解是另一种生产氢气的方法。当化石甲烷流过充满锡的熔融鼓泡塔反应器时，会形成“绿松石氢”和碳粉
绿色氢气通常是通过使用可再生电力进行水电解来生产的。目前，三种工艺已经达到市场成熟度：碱性电解（AEL）、质子交换膜电解（PEM）和基于固体氧化物电解槽（SO）的高温电解（HTE）。走向市场成熟的未来选择是阴离子交换膜技术（AEM），它基本上是AEL和PEM的混合物。生物技术领域也在进行研究，例如基于藻类的光解或H2
由于其低体积能量密度，在环境条件下储存H2是无用的。为了达到可接受的能量密度，可以使用以下基本方法
所有这些过程都有各自的特点和局限性，但它们有一个共同点：氢气必须由压缩机系统压缩，以足够的能量密度储存
为了将H2运输到最终用户或储存地点，可以使用几种方法。拖车和集装箱等移动式压力储存系统可以根据压力储存几公斤至1.5吨左右的氢气。当使用货运列车作为“滚动管道”时，一次可以运输约60吨氢气，或者从能源的角度来看，可以运输2 GWh。LH2的卡车拖车包含3-4吨，大型LH2油轮可以运输150000米的LH2，相当于10000吨氢气。管道提供了传输每条管道高达30吉瓦的大量能量的可能性，此外还形成了巨大的运输量
储存在氢气中的能量可以重新转化，用于移动应用、发电和供热，也可以用作工业过程的反应伙伴。如果燃料电池用于电气化，则He的低热值的约50-60%转化为电能，剩余的能量作为热量排放。
燃料电池需要最高纯度的氢气，当将其用作涡轮机或发动机的可燃燃料时，这一要求可以忽略不计。以这种形式使用它的缺点是效率较低，约为30-40%
即使是对H2价值链组成部分的简短概述也表明，要获得最佳解决方案，对各个步骤的详细了解是必要的。此外，显而易见的是，压缩机至关重要，特别是对于氢气的储存和运输。因此，为特定应用选择最合适的压缩技术至关重要，该应用由价值链中压缩机左右两侧的组件定义。由于氢气的分子量低，根据正排量原理工作的压缩机是正确的解决方案。根据工艺配置，它们实现了70%至80%以上的等温效率。如果需要无油污染的高纯度氢气，我们的无润滑活塞或隔膜压缩机是合适的。对于这些应用，干式运行的十字头活塞式压缩机的排放压力可达500巴，带液压驱动的隔膜和活塞式压缩机可达到1000巴以上。后者需要更高的吸入压力以实现合理的输送速率。
H2拖车加油站的案例显示了有多少不同的方法和解决方案。挑战：在德国，每年将从可再生能源中生产300吨氢气，以供应火车和公共汽车加油站。车站距离终端用户不到50公里。这提供了几个选项。
生产300吨氢气需要约3兆瓦的电解装机容量。理论上，可以用纯光伏或风能供应已安装的3兆瓦电解容量。由于这些发电方案的能源产量波动，风能和光伏的联合能源供应在经济上是可行的。例如，13.5兆瓦的风电装机容量与3兆瓦的光伏发电装机容量相结合，可以实现经济上可行的电厂利用。另一方面，例如，7.5兆瓦的风电装机容量与10.5兆瓦的光伏发电装机容量相结合，也可能导致类似有用的电厂利用率。最佳系统配置高度依赖于位置，可以单独确定，例如作为我们咨询服务的一部分。例如，由于云层阴影引起的高度不稳定的生成模式，PEM技术最适合。它提供了最快的负载变化能力。此外，电池缓冲器有助于使负载曲线变平，减少所需的可再生能源发电量。电解槽的尺寸决定了最大氢气流量，进而决定了压缩机和气体处理厂必须能够处理的峰值流量。
用于为加氢站供气的典型拖车的最大充气压力约为300至500巴。根据所使用的电解槽，压缩机的吸入压力范围从几毫巴到50巴左右。在给定的使用情况下，应将电解产生大气排放压力的系统与氢气侧提供30巴的系统进行比较，因为拖车的填充压力选择为500巴。在30巴的吸入压力下，隔膜压缩机可以处理流量，并分两个阶段压缩到500巴以上。在大气压下，隔膜压缩机的低冲程容积使得预压缩成为必须。需要一个四级活塞式压缩机来实现30巴的压力。这种预压缩机抵消了更便宜的大气电解系统的投资成本优势，并通过另外四个阶段和必须混合两种压缩方法增加了复杂性。机械压缩的效率与加压电解槽中的电化学压缩的效率非常一致。此外，出口压力和电解方法的选择对气体干燥和脱氧装置的选择有重大影响。在电解槽和压缩机之间，应使用缓冲容器来解耦系统。对于大气系统来说，这艘船必须更大。这表明电源的选择和电解槽的出口压力对压缩机和气体处理系统的选择、设计和复杂性有重大影响。
对于将氢气运输到加油站，所选容器的类型起着决定性作用。在300巴下运行的带有传统钢管或瓶子的拖车可以运输约500公斤的氢气，并且满载循环的次数通常有限。一个压力为380巴的40英尺气体容器（MEGC型）可以运输约1000公斤的有用量，并提供更长的使用寿命，但这必须以更高的投资价格支付。
这个用例强调了了解H2价值链上组件的特征和相互依存关系的重要性。当使用低压电解时似乎可以实现的成本优势被当时需要更复杂的压缩机系统的投资和运营成本所消除。在这里，集成解决方案的提供商也很注重为系统提供服务，可以产生更高的客户利益，从而获得竞争优势。
将氢气送入管道和盐穴的压缩机技术已经可用。这些应用程序的主要挑战在于根据最终用户实现所需的纯度。目前，在管道和洞穴运输和储存系统上持续保持最高纯度似乎很难实现。
随着移动性的不断转换，特别是在卡车、公共汽车和火车等重型应用中，对高纯度氢气的需求将显著增加。这要求加油站和拖车加油的压缩机系统能够将更高的流量压缩到500巴左右，同时保持燃料电池的纯度要求。开发重点必须放在干式运行的活塞式压缩机上，该压缩机可将超过1000kg/h的压力输送到高压水平。对于集成解决方案的提供商来说，组件的数字连接是另一个重要的发展领域，可以更好地实现系统之间的通信，并允许基于状态的预测性维护概念。将强大的压缩技术与H2价值链中的其他元素相结合，同时拥有一个具有良好本地足迹和数字远程系统监控概念的专业售后组织，是获得最佳最终用户体验的关键。掌握压缩挑战并了解流程环境的人可以为客户提供显著的附加值。
