未来新一代灵活的 氢气制造系统

ITM Power公司开发了一种灵活的氢气制造及加气平台，能够为汽车提供可持续的氢气供应。

氢气是一种有着很好声誉的清洁燃料，它提供了除了使用主流会造成污染循环的汽油、柴油等燃料以外的一种清洁燃料的选择。然而，所有商业和私人燃料使用者所面临的一个挑战是对氢气及相关技术和经济性的了解。这也是ITM Power公司想要解决的一个问题。

HFuel系统

由ITM Power公司开发的氢气加气平台被称为HFuel。它采用模块化的设计，基于电解水技术并成功整合了所有相关的设备来将电力和自来水转换成350巴（5000 psi）的氢气并能够将其迅速地输入汽车中。

作为一个集成的打包系统，它包括了入水的净化、AC /DC电源转换、使用PEM电解生成氢气、压缩、存储和分配等步骤，还有总体控制系统和备用电源。该系统被安装在标准的ISO海运集装箱内以便于运输。

由电解槽堆栈所制造的氢气，达到了15巴（218psi），并保存在一个缓冲存储器中。缓冲存储器的电驱动压缩机再以250，350和410巴（3600，5000和5950 psi）的压力将氢气存入高压储存罐中。这些压力值都是经过对加气过程的分析和优化所确定的，使用不同的压力可以以最快的速度将氢气加入汽车。

氢气的使用，不同于电池，使得将能源能够在几分钟而不是几小时内就能够加入到汽车中。更重要的一点是，电解槽技术能够迅速地启动或停止，因此可以接受波动的输入电流—可以使用典型的可再生能源发电。

“三不”燃料

众所周知氢气是一种非常清洁的燃料—当它燃烧时，它不会释放任何的碳排放或温室气体。但是，在评估氢气的绿色环保性能时同样也需要考虑到它的供应链。大部分的氢气是通过天然气使用蒸汽反应而形成的，然后通过气罐海运或陆运到需要使用的地方。

而使用电解技术制造氢气则是完全不同的。并且在使用时也非常清洁，它的生产过程是清洁的，因为输入的电力可以来自一个诸如风力或太阳能的可再生能源。此外，也不会产生运输或移动氢气所带来的碳排放，因为它可以很简单地在现场进行制造。

进入业界

ITM Power公司设计并运营了一个名为HOST（氢气现场测试）的项目。这使得商业公司可以看到氢气加气系统与内部的内燃机转换成使用氢气的福特全顺厢式货车一起进行的演示，他们可以自己判断这一技术能够为他们的业务所带来的价值。

HOST项目有21个分布在七大产业中的合作伙伴—为了尽可能多地接触到不同的使用领域—使这个项目成为了英国最大的氢气燃料测试项目。

参与的公司利用HFuel系统（每天能够生产15公斤的氢气）和两辆氢气/汽油混合动力的福特全顺厢式货车，使用一周的时间来进行行驶。在每一个合作伙伴的测试结束时，会提交一份全面的报告，总结系统的操作并强调一些关键的指标，因此产生一个对该系统的商业评估。

HOST项目。于2011年三月在伦敦的斯坦斯特德机场启动，并在2012年一月成功地完成了全部21个测试中的13个。

现场的表现

HOST测试已经产生了大量的数据。关键是100％的可用性—从来没有人在尝试为汽车加气时发现HFuel系统无法使用的。根据物流运营商DHL的测试数据，五天制造了45公斤的氢气，平均的效率达到了56千瓦时/千克。这转化为65％的平均效率，整个系统高峰时期也能够达到69.5％的效率。

考虑到输入电力的成本，在产量达到6.5p /千瓦时时氢气每公里的价格与汽油相同，这是一个对商业用户具有很大吸引力的价格。

这个简要的分析，包括了在一种内燃机引擎中使用氢气—燃料电池汽车的里程碑。粗略地说，1公斤的氢气与每加仑（美国）汽油所包含的能量相同。因此，一辆使用内燃机引擎的汽车，每加仑汽油可以行驶35英里（每100公里8升），同样将有望能够实现每公斤氢气行驶35英里。

然而，燃料电池车辆由于使用了更高效的电化学转换过程，在使用相同数量氢气的情况下能够达到这个行驶范围的将近一倍。以本田FCX轿车为例，使用每公斤的氢气能够行驶61公里。

氢气基础设施的推广

毫无疑问，在这个方面德国在欧洲一路领先。德国的H2移动项目得到了260亿欧元的投资（约合340亿美元），在德国各地部署氢气加气基础设施。这个计划的一个关键日期是2015年；一个大多数汽车OEM制造商值得纪念的日子，同时也意味着生产大量的氢动力燃料电池汽车。

清洁能源伙伴组织—一家负责安装氢气加气站的组织—正在寻求“绿色的氢气”能够被50％德国所建设的基础设施分配（编者提示：请参阅第30-33页德国在这一领域的作为）。通过电解产生的氢气正可以满足这一点。

英国政府也准备顺着这个趋势进行发展。1月18日商务部长Mark Prisk先生正式宣布推出英国的H2移动项目。这个项目将汇集三个政府部门和13个工业参与者（包括ITM Power公司）公用事业、天然气、基础设施以及全球汽车制造行业。

项目将在2014-2015年向消费者推出之前制定一个行动计划评估氢气在英国作为超低碳汽车燃料的潜力。这是一个重要承诺，预示着英国已经将氢气作为燃料的未来，并打算确保英国在氢气燃料电池汽车的推广中占有一个有利的位置。

一个整合的解决方案

氢气制造系统整合了多个组件和子系统。关键在于它们的效率以及能够高效地进行操作。因此进行这项工作并实现产品的整合并不是一件简单的事情！

为了促使氢气燃料的生产，系统需要一定的灵活性以配合基础设施的具体应用。这就是ITM Power公司产品的核心所在。

HFuel平台是完全模块化的，为用户提供能够单独调整发电容量和存储容量的灵活性。并对调整的范围进行了分析，包括从每天5公斤到每天100公斤的氢气产量，以及高达260公斤（大约8.8兆瓦时）的能量存储能力。