介绍

关于NewBusFuel项目

氢能公交车被认为是极少能达到城市公共交通完全脱碳目的的技术路线之一。 该项目旨在填补给公交车厂大规模加氢气的知识空白。 现有的加氢站（加氢站）的设计的运行时最大燃料供应能力为100千克/天，可以满足15辆公共汽车的需求。 在中期内，氢气作为公共汽车运营商的可行燃料，需要能够为100多辆公共汽车提供燃料的解决方案。 这意味着燃料需求量达到1,500千克/天及以上。

在这个规模上提供燃料产生了新的挑战，这只是解决了氢气行业理论上的问题。 到目前为止，提供这种规模的加氢燃料的设计在工艺和安全影响方面存在相当大的知识空白。 一个大的泛欧联盟因此聚集起来为这些挑战制定解决方案。 该联盟在7个欧洲国家的12个不同地点对13个不同的大型氢燃料站设计进行了工程研究。

有四个主要的项目目标，可按以下顺序排列优先顺序：

开展13项工程研究，借此确定最佳加氢站设计、氢气供应途径、商业运营模式以及在欧洲各个人流量大的公交车站大规模加氢的实践性

根据执行的工程分析，准备一系列可公开访问的设计指南报告。 由于所进行研究的大规模和多样性，能够获得一个庞大的综合工程数据库。 对工程数据集进行评估的综合方案能为欧洲公共交通产业提供有价值的学习依据。

启动下一阶段商业化进程前期所需的大规模氢燃料电池巴士部署研究项目。研究地点确定为欧洲最积极的氢燃料电池巴士车部署区域。在每个地区的研究都将使加氢站运营商及其工业伙伴能够向下一步的氢燃料电池巴士部署迈进

为了使加氢站加氢这一操作确保能从技术层面使大众信服，会将项目成果公之于众。

目标和结构

本总结报告的基础是为NewBusFuel项目的13个案例研究开发的加氢站设计解决方案。 为此，公交运营商和供应商合作并共同优化加氢站设计以及加氢站的组织架构，例如运营业务模式。 在这样做的过程中，创造了宝贵的知识和见解，特别是在提高所开发解决方案的技术经济性方面，本报告中提到了优化技术解决方案的概念以及项目成本。

本摘要报告以匿名形式描述了加氢站解决方案的开发，并向感兴趣的利益相关方提供了重要见解，总结了最重要的经验教训并向相关利益相关方群体提供了建议。 三个利益相关者团体已被确定为主要目标受众：

• 巴士运营商和运输机构
• 决策者
• 氢气基础设施供应商和整个氢气社区

有关加氢站设计的更详细的建议，包括定量技术估算和建立加氢站可能项目框架的建议，可在“大型氢燃料电车客车加氢指导文件”中找到，该文件也是作为NewBusFuel项目[NBF - D4.2]。

在解释了技术经济总结报告的目标和结构之后，第2节简要介绍了相关加氢站技术和主要加氢站模块。 第3节总结了在NewBusFuel项目内进行的个别加氢站案例研究，并分析其技术经济性能。

第4节包含了所汲取的经验教训，并提出了技术经济改进的建议。本节分为三部分，涉及三个主要利益相关群体。

第5节总结了未来需要额外考虑的方面，以便使燃料电池公共汽车和相关基础设施能够成功商业化。 最后，第6节对以上内容进行了总结。

介绍相关的加氢站技术

本节简要介绍在加氢站中氢燃料电池公交车的总体概念，以及加氢站的主要模块和加氢过程中最常用的技术。在NewBusFuel项目的另一项可交付成果“大型氢燃料电池客车加氢指导文件”中，对有关应用概念和技术的更详细的解释。

本节中的解释有助于对分析的理解和并为后面部分提供建议。

NewBusFuel项目中开发的所有加氢站旨在为氢燃料大巴加氢。 氢燃料电池大巴与传统内燃机大巴相比具有一系列潜在优点，例如完全避免局部污染物，例如一氧化氮和二氧化氮（NOx）以及颗粒物质（PM）。 此外，如果氢气是由可再生能源生产的，那么氢燃料电池大巴几乎不引起额外温室气体排放。

由于来源方式众多，与传统柴油客车相比，使用燃料电池客车可提高能源来源的灵活性。

氢气也可用于内燃机内。 然而，这项技术的氢气消耗量要高得多[CHIC - 小册子]，所以目前的发展集中在更高效的燃料电池动力系统上。

目前有许多关于加氢站概念。 以下内容解释了最重要的一些概念。 图1显示了一个典型的加氢站概念的方案，其中可以区分四个不同的模块。 这些是氢气生产或交付单元（用于外部供应），压缩单元，氢气储存和分配单元。 由于压缩和存储彼此密切相关，如图1所示，因此在本节中一起解释。

2.1氢气生产和运输

加氢站概念间的本质区别是氢的来源。如果所需氢气直接在加氢站生产，则称为现场生产。相比之下，一些加氢站仅向车辆加氢并使用来自不同设施的氢气。 这可能是大规模生产氢气的专门设施，也可能是将氢气作为副产品生产出来的设施。 这两种情况都是非现场生产氢气。 如果氢气的生产不是在加氢站上进行，而是在加氢站附近生产，并通过卡车拖车输送或管道运输将氢输送到加氢站，这就是所谓的近场生产。

如果加氢站使用异地生产的氢气，则需要区分两种不同形式的氢气：气态和液态氢（GH2和LH2）。 氢气的液化需要消耗大量的的能量。 利用目前的技术，氢气的液化大约需要消耗氢气所含能量的三分之一，但本次调查的方法可以使其未来能源需求减少近50％[Cardella]。 然而，大量的液态氢可以在一次运输中完成，液态氢的运输通常使用卡车拖车来进行。正因为这个原因，每千克液态氢的运输成本通常较气态氢更小，这可能会补偿液态氢的较高生产成本。

如果以气态形式运输，由于其气态下的低密度，氢气被压缩至200Bar或更高的压强

现场制氢一般采用以下两种技术之一：电解水或蒸汽重整。电解水一般是通过电解槽使用电将水分解成氢气和氧气。 蒸汽重整器使用甲烷和水蒸汽并通过催化反应产生氢气。

Scheme of typical HRS concepts and hydrogen pathways

Explanation: Optional components Required components

现场电解槽

储氢

压缩单元

现场蒸汽重整器

区

配药

H2预冷

图2：现场电解和蒸汽重整的加氢站示例（来源：AbengoaInnovacioacute;n）

2.2压缩和存储

压缩单元和氢气储存彼此强相关。需要区分关于处理气态氢的两个基本概念：：第一个（参见图顶部所示的两条路径）

1）使用高压储存器，其压力水平高于大巴氢罐中的的目标压力。 由于这种压力差，加氢过程可以通过溢流填充进行，在实际的加氢过程中在不需要压缩机 一个相对新的技术就是所谓的恒压存储。

通过增加储存压力，可以在一定的体积下储存更多的气态氢。 另一方面，较高的压力水平需要较高强度的储罐并且最有可能增加投资成本。

在常压下液态氢的沸点为 -253℃，液态氢必须储存在高度绝热的储氢罐中，以避免液态氢升温，变为气态氢气蒸发（参见图1中的底部H2路径）。使用低温泵或低温氢压缩机（CHC）将氢气从储氢罐输送到分配器模块。当通过组合的蒸发器/热交换器模块时，氢被调节到适当的压力和温度水平，以使其在分配器为标准的350Bar的气态氢气。

图3：LH2输送的加氢站示例（来源：林德）

需要加以说明的是，公共汽车油箱的压力水平目前为350Bar，而乘用车通常需要700Bar的压力水平，这使得公交车加氢站变得更简单，更便宜。

同样需要注意的是，压缩机在加氢站设计中起到了至关重要的作用。 在欧洲城市清洁氢能项目（CHIC）及其前身项目CUTE，ECTOS和HyFLEET中： CUTE中大部分加氢站停机是由氢气压缩机的问题引起的。压缩机对加氢站模块的重要性不能低估。

分配模块

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