加氢站：技术现状概述及研究进展

考虑到 HRS 的重要性以及对这些系统的研究不断加强[45]，本文的新颖性和目的是概述有关加氢站的最新文献，概述全球技术地位和正在进行的研究许多组件和过程，两者都进行了详细讨论。一旦审查了上述因素，本文将讨论 HRS 基础设施的当前和可能的布局，同时考虑各种供应路线的可能性、最终用户目的地以及氢气储存（无论是液态还是气态）的热力学条件。

本文的主要贡献可总结如下：

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  由于氢燃料电池汽车的新颖性，氢燃料的生产、运输和分配的基础设施仍处于起步阶段。总体而言，加氢站与传统汽油站和柴油站有很大区别，并在清洁、效率和可持续性方面具有许多优势。因此，对此类技术的具体概述对于支持能源向可持续发展转型至关重要。

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  FCEV 正在开发作为传统汽油和柴油车辆的清洁且可持续的替代品。然而，要广泛采用 FCEV，必须有足够数量的 HRS 来支持它们。因此，了解 HRS 基础设施的现状对于评估氢动力运输的可行性和可扩展性非常重要。

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  HRS 代表了重大的技术和物流挑战，因为它们需要开发和集成氢气生产、储存和分配的新技术。因此，了解这些领域的研发现状对于识别加氢站发展的机遇和挑战具有重要意义。

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  人们正在研究氢作为一种潜在的能源载体，不仅用于交通运输，还用于发电、工业过程和供暖等各种其他应用。因此，概述 HRS 概念和布局对于了解氢燃料基础设施在这些应用中的作用及其对能源转型的影响非常重要。

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  氢通常被视为能源系统脱碳的关键推动者，因为它可以由可再生能源生产，并且在使用时不会排放任何温室气体或污染物。因此，了解 HRS 基础设施的现状对于评估氢作为清洁能源的潜力以及它如何有助于缓解气候变化非常重要。

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  除了这些技术方面之外，安全措施和法规方面的研究也在不断进行。由于氢气的易燃性，例如应急响应协议、急救人员培训和应急准备。

本文的结构如下：在对“HRS 的文献综述和活跃研究”部分中描述的 HRS 活跃研究进行更新分析之后，“加氢站”部分将描述HRS运行和安装的技术需求和要求：需要和要求”。“加氢站布局”部分将特别关注HRS的潜在布局，描述气态氢站和液态氢站所涉及的设备和操作流程。

2 . HRS 的文献综述和积极研究

全球 HRS 装置数量的增加也得到了研究和创新行动的支持。事实上，不同的作者分析了经济可行性并开展了运营加氢站的实验活动。通过对ScienceDirect数据库的文献综述调查，如图3所示，对加氢站的现有技术进行了分析。文献综述是通过在摘要、标题或作者指定的关键词中搜索以下关键词来进行的：氢AND（加油或加油或加油或加油）AND（站或基础设施）AND（实验或操作）。有趣的是，有一些关于活跃氢站的运行和实验活动的文章，但随着科学界研究的不断增加，这个话题引起了人们的极大兴趣。截至2022年2月，可统计科学著作447篇，其中评论文章19篇，研究文章347篇，百科全书2本，书籍章节17篇，科学新闻54篇，短文6篇。调查了几个主题：车站位置、技术经济分析、压力水平优化、加油过程调查、风险评估、安全相关分析以及特定设备（例如压缩机、存储系统和分配装置）的研究。一般来说，研究人员对这些越来越感兴趣能源系统，致力于广泛的不同研究领域，包括设备和技术创新、站布局设计以及性能测试的数据收集。

图3 . – 1998 年至 2022 年 ScienceDirect 数据库上有关HRS的科学出版物

         在与氢燃料基础设施相关的第一批出版物中，大多数最初的应用都集中在液氢系统上。1988 年，Hettinger 等人。[46]、[47]介绍了一种带有液氢存储系统的氢汽车加油新装置。该系统由多个阀门和两条软管以及与车辆油箱的互连装置组成。Szyszka [48]介绍了德国Neunburg vorm Wald 工业规模设施的运营情况，该设施还包括一个用于测试汽车的自动液氢加氢站。该加油站的管理目标是通过使用不同设备（即使没有低温阀）测试车辆油箱系统，减少车辆油箱加注时间、蒸发损失和加注操作阶段。Meurer 等人[49]于 1999 年展示了 PHOEBUS 示范工厂的运行情况，以展示使用氢气作为能量载体、电解槽和燃料电池的零排放供应系统的可行性。该工厂还包括一个氢存储系统和一个压缩机，为燃料电池供电。2003年，MacLean和Lave [50]提出了三种向车载燃料电池汽车供应氢气的方法系统。首先是大规模生产，然后通过管道或卡车分配到加油站。第二种选择是在许多分散的设施（例如加油站）生产氢气，并将其供应给汽车。第三种选择是采用船上重整碳氢化合物燃料（汽油、甲醇、天然气）。2007 年，发布了第一个与 HRS 相关的氢安全活动。田中等人。[51]通过提供实验数据，重点关注 HRS 分析氢气流出、传播和爆炸行为。罗西德等人。 [52]调查氢基础设施的安全问题对于车辆，通过执行风险评估并采用 PHAST 代码。塔克诺等人。[53]概述了在 400 bar 压力下通过大型管道破裂口逸出的高压氢气的扩散和爆炸的实验分析。麦金太尔等人。[54]提出了“加拿大氢安全计划”，解决与氢工业相关的服务、设备、操作和方法相关的监管问题。

其他有趣的话题也开始出现：Ally 和 Prior [55]提出了澳大利亚项目的氢公交车生命周期评估，确定了排放和所需的能源需求；Girón [56]分享了西班牙马德里 HRS 的 2 年运行数据，该 HRS 配备了 50 Nm 3 /h 的蒸汽重整器；同样，Stolzenburg 等人。[57]共享 7 个设施的 2 年运营数据，其中大多数配有现场蒸汽重整器，支持 27 辆公交车；可再生能源-HRS开始安装，例如在拉斯维加斯[58]和屋久岛[59]，并且开始资助基于燃料电池的车队的采用，例如仓库叉车[60]、 [61]、 [62]、 [63]、车辆[64]、 [65]、 [66]和公共汽车[67]。

2009年，HRS安全和监管方面的研究力度加大。格拉西等人。进一步扩展了他们之前关于意大利 HRS运行和安装现行法规和安全问题框架的工作[68]，并将分析扩展到氢气管道[69]。甘奇等人。[70]在一个名为“氢气管道破裂测试”的试点设施中对意外氢气泄漏和扩散进行了研究。联合行动也发生了。“NoE HySafe - 氢作为能源载体的安全”项目[71]、[72]由欧盟委员会启动并资助，旨在更容易地消除与安全和氢应用相关的任何障碍。文等人。[73]通过采用CFD工具并模拟加油拥堵和储藏室的场景，虚拟模拟了与氢安全相关的事故希尔维尔等人。 [74]评估了高压下喷射释放的现象，例如在加氢站的高压区域，通常发生加油过程。徐等人。 [75]研究了热源站氢气现场储存的氢气释放，评估了几种安全措施，例如根据操作压力水平适当选择材料和设施的远程监控。马卡洛夫等人。 [76]采用了多种工具和专门开发的模型，试图分析 HRS 操作中与潜在氢气泄漏相关的压力水平和燃烧。拉昌斯等人。[77]概述了 HRS 风险知情批准的策略，该策略在很大程度上取决于风险知情指南和法规的制定。同样，LaFleur 等人。[78]提出了一种为不符合规定安全距离的 HRS 建立基于性能的设计的技术。Molkov 和 Kashkarov [79]提出了一种新颖的模型来预测由于存储应用（包括独立的 HRS 罐）的氢气泄漏而引起的爆炸波。2014年，李等人。[80]分析了移动 HRS 的监管场景，提供了要遵循的新标准 (GB50516-2010) 的广泛概述，以及指南和其他标准。金等人。[81]专注于高压氢气释放，研究了几种压力水平和排气直径尺寸，并将其 3D 和CFD模型基于从韩国运行的 HRS 中检索到的实验数据。美国桑迪亚实验室积极开展多个研究课题和氢安全问题[82]，还开发了一种有用的工具来评估氢基础设施中的氢风险，称为 HyRAM [83]。West 等人对数据收集安全工具的最新评论也适用于 HRS。[84]，而 Abohamzeh 等人。[85]最近对液态氢和气态氢的储存和分配过程中的氢安全问题进行了全面概述。

        2012 年，美国能源部 (DOE)投资超过 2000 k$ 来收集和分析 HRS 性能数据[86]，以最大限度地降低成本并增强运营。国家可再生能源实验室 (NREL) 目前正在从众多加州 HRS 数据库中收集和整理有关 FCEV 和 HRS 性能的数据。这些信息包括在 NREL 综合数据产品 [87]中共享的电站安装、安全性、运行、可用性和经济性。还开始分享有关 HRS 设备性能和维护的经验教训。利普曼等人。[88]介绍了位于加利福尼亚州伯克利大学的 HRS 的运行情况。当时该设施支持 9 辆燃料电池汽车，加油时间为 8 至 15 分钟，具体取决于多种条件。作者介绍了从该站建设和运营中汲取的主要经验教训，包括所实现的里程碑。魏格尔等人。[89]提出了一种小型 HRS 的工程节俭设计方法，开发了一个模型并使用2008 年南非太阳能挑战赛获得的实验数据对其进行了测试。Jong Pyng Hsu [90]强烈建议新氢燃料的运行前清洁站，概述了提高氢气质量并避免污染的清洁技术。同样，Terlip 等人。[91]提供了有关管道清洁方法和方法的有用指南。杰克尔等人。[92]推荐并提出了适当的工具来预测无意排放期间的液氢泄漏和扩散，这可能是配备液氢存储的 HRS 的情况。与他们的研究类似，霍尔等人。[93]重点关注 HRS 供应链中的液态氢泄漏，以运输液态氢的卡车发生的氢气泄漏为例进行分析。李等人。[94]为虚拟现实中的HRS提供了一个3D操作员培训系统，展示了基础设施和安全装置，并模拟了20个事故场景。[95]中采用了类似的急救人员培训方法。蒙德等人。[96]提出了一个数值模型来预测 HRS 加油过程中高压车辆油箱内的温度水平，这对于防止热故障和油箱过热至关重要。Olmos 和 Manousiouthakis [97]提出了加氢过程的综合模型，分析了加氢过程中焦耳-汤姆逊膨胀效应的影响以及气体压缩过程中产生的热量。斯特里德尼格等人。[98]也专注于 HRS 加油过程建模，目标是利用模拟和实验来设计奥地利林茨燃料电池电动卡车的加油过程。孙等人。[99]提出了移动 HRS 的风险分析，确定存储管道破裂和 HRS 压缩机气体泄漏是氢气泄漏的主要来源，因此也是经济损失的主要来源。萨普雷等人。[100]认为有效的储氢和最佳的加油是 FCEV 的主要挑战之一。SAE J2601 协议规定必须快速补充储罐而不会过热或过满。作者介绍了压力、填充持续时间和供应温度如何对储罐存储密度产生显着影响。拉希米佩特鲁迪等人。[101]提出了蒸汽甲烷重整器的综合CFD分析适用于容量为 240 公斤/天的现场 HRS。所考虑的设计有十二个重整管和一个新开发的金属纤维燃烧器。研究结果表明，优化燃烧特性并避免局部峰值温度可显着提高蒸汽甲烷重整反应器的性能。Agnolucci 和 McDowall [102]研究了跨地理尺度（从国家到区域和地方尺度）的 HRS 建模，旨在确定城市中最佳的 HRS 位置。

布朗等人。[103]分享了加利福尼亚州欧文大学实际运行的 HRS 数据，其中不断增长的氢气市场使该站增加了 HRS 的氢气消耗量，从 2007 年仅分配了 1000 千克到 2011 年分配了超过 8000 千克。该设施提供液态和气态氢气储存。欧文大学的研究人员及其国家燃料电池研究中心 (NFCCRC) 在氢研究增强方面非常活跃，推出了关于流动性的新项目[104]，而且还提出了建模[105]、[106]，提出了关键的有关 HRS 运营的数据[107]以及 HRS 网络的战略规划[108]，[109]，[110]。一家国际公司也诞生了，它是欧文大学的大学衍生公司，FirstElement Fuel Inc. [111]，它是目前在美国安装大多数 HRS 的公司之一。Brown 和 Kisting [112]分析了 1000 多个加油流程的数据，以确定服务概况，并将其与汽油加油站进行比较。

        在阿贡国家实验室，研究人员在 HRS 相关技术的不同方面提供了出色的研究。帕斯特等人。[113]提供了对 5 种储氢技术的从井到轮的分析：35 和 70 MPa 的压缩气态氢、液态低温压缩氢、吸附剂材料和冷加压氢。作者还在他们的分析中考虑了 HRS 的存在。作者于 2017 年[114]、2020 年[115]和 2021 年[116]进一步更新和扩展了生命周期分析。雷迪等人。[117]2016年，为美国建设氢基础设施和加氢站提供了指南，重点关注供应链和运输路线。2017 年，Elgowainy 等人。[118]率先对氢气预冷系统进行了全面分析，即用于700巴快速加氢过程的氢气冷却器，包括该站的焦耳-汤姆逊效应。2018 年，Reddi 等人。[119]、[120]为储罐管理的新方法提供了重要发现，称为“双层压力固结操作方法”，可以在HRS操作中减少20%的能源[121]。同样，Elgowainy 等人。[122]分析了外部长管拖车的存在情况以优化 HRS 操作。林等人。[123]提供了一种在 HRS 中优化向燃料电池电动汽车输送压力（例如最终压力）的方法，并分析了几种情况。最近，弗兰克等人。[124]研究了如果车辆配备金属氢化物存储而不是 700 bar压缩氢存储系统对 HRS 配置和财务的影响。

         NREL 研究团队还通过收集、处理和分析数据，深入研究了 HRS 的运行和推广[125]、[126]。穆拉托里等人。[127]通过提供建模技术和方法的概述以及提出专门开发的工具，研究了 FCEV 和 HRS 的推出。库尔茨等人。[128]、[129]调查了 HRS、设备和维护活动的可靠性，重点关注多年收集数据。黑木等人。[130]介绍了H2Fills 的数值建模和相关验证，H2Fills 是一种用于模拟和分析加油过程的开发工具。最近，库尔茨等人。[131]概述了随机 HRS 需求工具的设计和实现，该工具使用来自多个操作站的实验数据进行训练。本文的预测氢气需求模型是使用真实的氢气填充计数、数量和频率数据进行训练的。

       卡拉布里亚大学的燃料电池和氢研究团队 (FCH2) 正在开发几种用于基于燃料电池和基于电解的系统的模型和工具[132]、[133]、[134]、[135]、[ 136]，但首先是 HRS 设计和操作[137]、[138]、[139]、[140]。该团队资助了大学衍生公司 Enerva H2 Srl [141]，以扩大氢技术的研究和开发活动。在 HRS 实验活动方面，FCH2 团队正在与加州州立大学洛杉矶氢研究和燃料设施团队积极合作，洛杉矶（加利福尼亚州）。该研究合作提供了几种新颖的分析：使用增压压缩机的直接加压加油过程中的无脉动操作研究[142]、氢核算和氢损失评估以及数据收集方法[143]、对双燃料电池的数值建模和实验分析。高压加油过程预冷系统[144] 、辅助冷却系统调优降低站内能耗的新方法[145]以及背靠背加油过程的深入研究[146]。氢燃料电池汽车的加氢效率和成本取决于加氢站及其相关设备的技术性能。Wen和He [147]调查了1998年至2017年与HRS相关的知识产权，结果表明专利数量随着时间的推移而增长，一些公司以及研究人员利用专利技术为HRS设备的设计和操作做出了贡献。田等人。[148]对 HRS 相关设备进行了全面审查。作者考察了HRS的主要设备布置，并对与设备利用效率和建设成本相关的工艺优化技术进行了定量分析。事实上，压缩机是整个氢气价值链（尤其是 HRS）所需的关键设备。几位作者调查了他们的表现。HRS 的大多数氢气压缩机都是机械压缩机、活塞式或隔膜式压缩机。隔膜压缩机在科学文献中研究最多[149]、[150]。李等人。[151]分析了机械隔膜压缩机腔体的新颖轮廓，允许腔室中具有更大的体积，因此具有更高的处理流量。Hu 等人提出了类似的方法。[152]，他提出了一种新的机械隔膜压缩机腔体母线，以减少死体积并减少机械应力。王等人。[153]研究了隔膜压缩机头的新结构，包括热现象和改进的性能。任等人。[154]评估了此类压缩机中油压缩性的影响，重点关注系统的容积效率。李等人。[155]提出了一种新的故障诊断方法，以避免昂贵的维护和长时间的停机时间。于等人。[156]提出了一个数学模型来模拟氢气往复式压缩机内活塞环间隙内的不稳定流动，并通过实验进行了验证。利根等人。[157]基于从超过 20,000 个运行循环中获得的实验数据，提出了一种表征气动运行增压压缩机特性的新方法。

一些研究人员正在研究用离子液体代替机械活塞的新型压缩机[158]。作为新技术，还对电化学压缩机[159]和吸附压缩机[160]进行了分析。可在此处找到 HRS 应用压缩机技术的综合评论[161]、[162]、[163]。值得一提的是，金属氢化物压缩机目前正在积极研究 HRS 应用[164]、[165]、[166]。洛托茨基等人。[167]展示了金属氢化物压缩机的性能，该压缩机具有两级、3 至 200 bar、处理流量为 5 Nm 3 /h。Bhogillaa 和 Niyas [168]提出了一种新型压缩机的设计，其压力比为 26，最大输送压力为 365 bar。还评估了具有更多级数的金属氢化物压缩机（最多七级[169]），用于高压加油过程中的应用。

文献中已经提出了新型和非传统的 HRS 组件。Rogié 等人对喷射器进行了研究。[170]和 Wen 等人。[171]，提供了其性能的数值模拟，并显示高压需求的减少。陈等人。[172]分析了一种符合加油协议的涡轮膨胀机配置，可以将预冷装置的能源需求减少约 50%。

2014年，文献中提出了无人机HRS的新概念。在贡献者中，最活跃的是 Troncoso 等人。[173]、[174]、[175]，他们提出了一种由可再生能源驱动的 HRS，并为此类车辆的加油过程开发了一种实验装置。HRS 还服务于公共汽车[176]、物料搬运车辆[177]、[178]、堆场卡车[179]、城市轻型车辆[180]、海上车辆[181]、[182]、燃料电池混合动力列车[183] 、[184]，[185]和重型车辆[186]，[187]。

多明格斯等人。[188]提出了一个与 TRNSYS 在 HRS 上开发的数学模型，支持物料搬运车辆，现场生产氢气并通过压缩机分配。洛托茨基等人。[189]提出了一种新颖的概念并采用金属氢化物作为物料搬运车辆的储氢，分析了加油过程。作者分析了 15 分钟的加油过程，允许自主运行三个多小时。相关的HRS配备了金属氢化物压缩机。

Neves Jr. 和 Pinto [190]分享了在圣贝尔纳多杜坎波（巴西）建造的 HRS 的布局和设计，支持“巴西燃料电池公交车项目”。氢列车利用压缩氢气作为燃料，通过混合动力系统（结合燃料电池和蓄电池）为牵引电机和辅助设备提供动力。卡波尼等人。[191]分享了氢动力公交车加油过程的有用数据，证明了数学模型并与汇总数据进行了比较。关于重型应用，Ku 等人还提出了一项新技术。[192]：HRS 操作中的液氢泵，旨在通过快速加油过程为重型车辆提供燃料。作者介绍了 HRS 的设计和潜在的操作，以及有用的指南。

阿波斯托卢等人。[193]、[194]研究了一种用于自行车加油的 HRS 布局，日容量约为 7 公斤，支持可持续的城市交通，基于燃料电池，配有低压存储系统。作者通过研究“氢燃料自行车的多压力加油过程”进一步扩展了他们的分析[195]。Kovač 和 Paranos [196]设计并分析了一种由燃料电池自行车支持的用于城市交通的太阳能 HRS 。HRS 布局允许在 30 bar 的压力下进行加油过程。

格拉等人。[197]分析了一个案例研究，其中氢火车在中央火车站使用氢气作为燃料。通过案例研究分析，从经济、环境和安全的角度来看，使用氢气作为火车替代燃料是一种可行且经济的选择。同样，皮拉伊诺等人。[198]研究了一种集成系统，为基础设施加氢混合燃料电池列车。所建议的系统根据其能源效率和成本进行了评估。在意大利南部一条 140 公里的区域路线上，还使用了详细的数值模型来确定关键部件的尺寸和模拟。

在过去的几年里，HRS 已经从试点项目转向大规模采用。因此，最近，科学界将 HRS 作为更复杂系统的一部分进行了研究。徐等人。文献[199]阐述了加氢站如何加速氢动力汽车、纯电动汽车等低碳汽车的发展。作者研究了多种不确定性如何导致整个电站日常运营的运营成本增加，并重点关注降低总运营成本，其中包括电池交换站的库存积压损失。张等人。[200]讨论了加氢站（HRS）如何在不久的将来变得更加普遍，并且HRS可以产生和储存氢气当地使用可再生能源。为了解决这个问题。针对某电氢混合加氢站，提出了一种电氢混合储能系统孤岛直流微电网的模糊功率分配策略及控制方法。陈等人。[201]研究了HRS作为复杂的电-气和电-氢系统的一部分，减少了可再生能源的弃电并增加了HRS的利润。卡尔等人。 [202]提出了一种优化工具，用于分析能源市场中 HRS 与风电配对的性能，重点关注在英国罗瑟勒姆运行的 HRS。据高和张介绍[203] ，目前集中式制氢供应链中间成本较高，而分散式现场制氢技术是保证加氢站正常运行的可行解决方案。然后，作者研究了适度的公共资金如何帮助在市场发展的早期阶段建立应用规模。氢生产和加氢综合站可能有助于氢运输和燃料电池汽车的增长。可以减少转换环节，有效提高系统效率。在这种背景下，邓等人。【204】提出了一种新型加氢综合站直流联网方案。Genovese 和 Fragiacomo [205]提出并研究了 HRS 作为一种创新的替代燃料基础设施，称为多模块氢能源站，其中产生的氢气然后用于周围选择和部署的各种氢技术。

3 .加氢站：需求和要求

必须仔细分析 HRS 位置[206]、[207]，评估最便捷的供应链[208]、分析出行模式[209]、特定区域的潜在公众接受度[210]、[211]以及可以将其安装在城市地区[212]、[213]或智能城市[214]、[215]中，其中必须仔细考虑安全距离[216]、[217]。目前加利福尼亚州 HRS 的氢气成本在 13 至 15 美元/kg H 2之间 [218]。每个加气机一半以上的氢气成本是由于加氢站本身及其加氢设备成本高、目前运营的加氢站容量和利用率低以及缺乏规模经济造成的。另一方面，要在汽车领域发展氢技术，分配适当数量的加氢系统非常重要[218]，[219]。

供应管线包括多个步骤，包括在HRS [220]、[221]处进行压缩、存储、预冷和分配，以及在集中终端中进行液化或压缩[222]。HRS可以在本地产生氢气[223]，也可以从具有高产能的集中设施供应[224]。建设更大的中央电解槽可能会降低生产氢气的成本，但另一方面，它会增加运输成本[225] , [226]。压缩氢气拖车中的液氢、公路罐车中的液氢以及氢气管道构成了氢气运输的三种主要方式。由于气体能量密度低且压缩成本高，压缩氢气的成本极其昂贵[227]。液化过程的费用主要与液化氢所需的高能量输入有关[228]。成本最低的交付方法是利用管道[229]；然而，为了实现所需的经济目标，广泛的氢消费是必要的。现场制氢通过消除运输需求来降低成本，并且与目前的氢情景一致，因为氢作为替代能源载体仍处于开发的早期阶段[230]、[231]、[232]。

在蒸汽甲烷重整（SMR）[233]、[234]和电解过程[235]、[236]中，氢气在低压（约20巴）下产生，可以通过专用管道、卡车/油轮压缩和分配，或铁路或船舶上的油轮[237]，[238]。氢气在分配终端进一步压缩或液化，以便可以将其放入低温液体罐中或装入含有加压气态氢气的长管拖车中，然后运输至加氢站。

当使用气体输送路线时，氢气必须被压缩至20至50 MPa的压力并放入加压拖车中进行运输和分配[229]。长管拖车现在设计用于运输 0.3 至 1 吨的压缩氢气，可以在应用现场卸载或更换。通过不同类型车辆运输的管道输送燃料的替代方案是将氢气压缩至 7 MPa，以便在特殊管道中运输[239]。如果现有管网，例如美国的管网，长度约为 2600 公里[240]，通过管道运输氢气被认为是一种低成本选择。否则，建设新天然气管网的成本高昂是其扩张的主要障碍[241]、[242]。氢的化学性质需要昂贵的、经过认证的材料和设备。HRS 包括高压气体压缩机，可将氢气压缩至 100 MPa。在对约-40°C的氢气流进行预冷却过程之后，分配器调节从HRS存储系统到FCEV储罐的流量[243]，[244]。

液氢的生产方法是用液氮将其预冷至-193°C [245]，然后进行一系列压缩和膨胀过程以达到– 253°C，即液化所需的温度 [229]。液体管道技术仍处于起步阶段，正在研究和开发行动中[246]。因此，液氢被装入周围分配设施的大型低温储罐中，并输送到 HRS [247] 。HRS 的低温罐 为高压泵储存 0.2 至 0.8 MPa 的氢气。后者将压力提升至近 70 MPa，在蒸发器中将其加热至 -40 °C，并将其转移到车辆的油箱中。或者，低温泵可以在 350 bar 和 230 °C 的温度下直接将低温氢气泵入车辆油箱。由于能量密度较高的燃料积累，这种“低温压缩输送”有望提高 FCEV 车辆的自主性 [248]、 [249]。然而，今天，这是一项正在进行实验的技术[250]、 [251]。从概念上讲，液化氢的输送肯定比气态压缩氢的输送便宜，特别是对于长途旅行，由于其有效负载增加了四倍。然而，根据目前的技术水平，这种能源密集型液化过程需要 13 至 15 kWh/kg 的能源需求，根据未来的预测，每千克氢气需要 5 至 8 kWh [252]。液化过程中根据操作压力水平进行压缩和膨胀操作。因此，用于液化的能源必须是负担得起的，并且由可再生能源产生或碳排放量最少，以提供最大程度的经济和环境便利。

然而，新的输送途径概念正在研究中，例如氢到氨[253]、[254]、液态有机氢载体[255]、[256]和大型金属氢化物 [257]、[258]。一些作者还研究了在温度低至 200 K 的情况下高达 875 bar 的氢气输送量[259]。

由于氢汽车进入市场[260]以及加氢站的运行，每次加氢都必须使用统一的加氢协议。目标是实现“客户可接受的”加氢程序[261]，这需要及时加满氢气，而不超出允许的温度、压力和密度范围。使用后一个参数是因为，鉴于氢气的非液体性质，定义“满罐”所需的氢气量要复杂得多。需要这样的参数来了解车辆油箱何时可以被视为已满，从而结束加油过程[262]，[263]。然而，密度根据压力和温度而变化[264]。可用于评估加油情况的一个参数是所谓的充电状态（SOC）；充电状态定义为最终温度和压力下计算的密度与 15 °C 和 70 MPa（FCEV 的标称工作压力，NWP）下的密度之间的比率，可以是表示充电成功的一个因素供应[265]。在加注过程中，压缩功会在车辆油箱内产生热量。当今 FCEV 车辆上的油箱预计在 -40 至 85 摄氏度之间运行[266]。除了对汽车和车站造成潜在的安全隐患之外， [267]、[268]，[269]，温度升高对储罐的填充水平有影响；事实上，在相同压力下，温度越高，气体的密度越小。

在提出协议时必须考虑三个主要考虑因素[270]：

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  压缩热；

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  由于焦耳-汤姆逊系数为负，进入罐的加压气体随着温度的增加而增加；

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  氢罐结构因其壁厚和采用的材料而减少了传热，从而影响罐内温度的升高。

因此，最佳的加注协议旨在为所有氢存储系统快速提供燃料至高 SOC，永远不会违反内部储罐 85 °C 的存储系统操作限制[271]、[272]，而不会过热且不会过度填充（ SOC 超过 100%）[273]。同时，这样的协议必须指导在合理的时间内加氢而不超过温度和压力限制[274]以及压力目标，以在不同的环境下实现90%到100%之间的合理SOC温度水平[243]、[275]、[276]、[277]。汽车工程师协会 (SAE)通过使用“通信”和“非通信”填充，为轻型气态氢地面车辆定义了加油协议 (J2601-SAE 2016) [277] 。使用通信或非通信加油取决于车辆将车辆油箱信息传输到加油机的能力。最近还发布了一项名为“安全看门狗”的新协议[278]。标准化界，尤其是 ISO CT 197 技术委员会 (TC) [279] ，对 HRS 和加油协议的技术状况做出了重大努力。ISO TC 197 是一项国际标准化ISO（国际标准化组织）下属的小组负责制定氢燃料站和氢动力汽车相关标准。ISO TC 197标准提供了加氢站的设计、建造、运营和维护的规范和指南，以及氢燃料电池汽车的性能和安全要求。ISO 19880 的九项标准（从 19,880-1 到 19,880-9）旨在确保 HRS 的安全高效运行，并促进氢动力汽车的广泛采用。ISO 19880 标准涵盖的一些主题包括[280]：

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  氢气储存和分配系统。

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  站通信协议。

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  安全和应急措施。

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  验证和质量保证。

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  加油站的设计和管理。

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  氢燃料分配系统的安全性和性能。

4 .加氢站布局

从概念上讲，加氢站与更常见的液化石油气或天然气设施没有太大区别。氢气像任何燃料一样储存在站内的油箱中，随后由分配器直接导入车辆油箱[281]。因此，这些技术的使用不会像纯电动汽车那样从根本上改变我们目前的加油习惯。对于 FCEV 中的一箱氢气，典型的加氢时间对于公共汽车而言约为 15-20 分钟，而对于汽车而言则约为 3-5 分钟，而汽车则可以行驶不同的距离。400-500 公里，即使是最新一代的汽车，由于采用了新技术，也可以覆盖更多距离。与液化石油气站和天然气加气站相比，HRS 之间的一个特殊区别是前者可能拥有现场燃料生产系统，这可以进一步减少燃料本身运输造成的排放。图4根据氢气供应链或根据氢气热力学状态，将 HRS 的潜在分类分为四个主要类别。

图4 . –加氢站分类

对于 HRS 布局，可以进行的第一个细分位于以下各项之间：

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  “场外”站，在与加氢站不同的地方生产氢气，然后使用各种方法运输到分销商，在本地储存在储罐中，然后输送到车辆上。

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  “现场”加氢站，其中氢气直接在加氢站内生产、储存，然后准备分配到车辆油箱内。

然而，一些加氢站可以将两者结合起来，以弥补由于现场生产系统生产量较低而导致的氢气短缺[282]。

场外 HRS 包括以来自集中生产工厂的氢气供应为特征的配置。事实上，氢气是在站外的工厂生产的，然后通过管道系统、罐车或其他适合运输氢气的装置供应给后者。如果考虑公路运输，对于压缩气体 (GH 2 ) 中的氢气，拖车内的压力将高于 180 bar，而对于液态氢气，则在低温下使用特定的储罐约-253℃。显然，液态氢的运输比气态氢需要更多的能源。因此，没有广泛用于小型加油站的补给。通过管道运输的优点是运输成本最低，但基础设施建设的初始成本较高，这对该系统的使用构成了障碍，该系统也能够减少氢运输造成的排放。采用重型卡车通过公路运输分配氢气，氢气以GH 2形式储存在管车中，压力大于18 MPa。对于要求更高的应用，目前使用的拖车在高达 50 MPa 的压力下运输氢气，以确保高运输能力[283]。HRS的低压（LP）储罐由拖车填充；或者，拖车保持在原位并充当低压罐。

从概念上讲，大多数 HRS 最初将氢气存储在 5-20 MPa 的储罐中，使用多级压缩机组，并在压缩级后进行中间冷却。随着低压或中压罐的压力在氢气从这些罐输送到压缩机的过程中降低，由于压缩机入口之间的压差增大，压缩机所需的能量增加（与加油站储罐的出口重合，在加油过程中压力会降低）和压缩机出口。以高效率为目标，并考虑到所选择的材料与氢气的兼容性以及避免车辆燃料电池中毒所需的纯度等问题，压缩模块是HRS技术要求的关键要素之一，也是HRS的关键要素之一。资本和运营成本。由于加油过程中不可避免地会发生压力损失，加氢站内的高压存储库可为车载 FCEV 油箱加注高达 87.5 MPa 的压力，因此必须在高于目标压力水平的压力下使用才能进行加油。过程。一般安装的储罐压力可达90 MPa及以上。

现场加氢站与用于存储过程和氢气分配的场外基础设施类似，但它们在氢气供应方面有所不同，因为在这种加氢站配置中，氢气是在加氢站本身现场生产的[284]。与场外生产的 HRS 相比，现场系统具有技术能力限制，典型范围在 0.100 吨/天到 1 吨/天之间[219]。这些限制取决于氢气发生器的最大输出流量。然而，大多数工厂的产氢量约为 0.1 吨/天，而当代现场加氢站的日产氢能力不超过 0.5 吨。

蒸汽重整和水电解是当地生产氢气最常用的两种方法。这两种技术生产的氢气都可能含有杂质。鉴于为车辆提供动力的燃料电池系统要求氢气纯度高于 99.97% [219]，这些杂质必须从氢气流中提取出来，因此有必要安装氢气纯化系统。此外，除了足够的电力需求之外，这两种应用都需要供应去离子水。发电机组生产的氢气具有压力相对较低的特点，因此需要中间储罐。

无论生产方法和地点如何，执行加氢过程所需的组件对于不同类型的加氢站来说都是通用的：

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  压缩氢气所需的压缩机；

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  压缩气体或液体氢气储罐；

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  冷却装置[285]、[286]，出于安全原因，通过将气态氢的温度降低至-40℃来保证在快速再填充期间储罐不超过85℃；

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  用于解决爆炸和泄漏问题的安全设备[287]、[288]，例如安全阀、传感器和不用水灭火的设备[289]、[290]、[291]；

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  给车辆油箱加油的加油机[292]、[293]。

此外，必须根据 HRS 布局和配置来评估危险和安全距离的仔细设计[294]、[295]，以及仔细选择测量仪器[296]、[297]、[298]、以及确保适当的氢气质量的采样技术[299]、[300]、[301]。评估加氢站测量误差的能力对于氢能汽车行业的长期生存确实至关重要。王等人。[302]使用一系列贝叶斯非参数方法来量化测量不确定性。狄利克雷过程混合模型在五个现实世界的 HRS 上进行了测试。根据 HRS 安装位置，还应评估适当的外壳，以避免组件过热或冻结[303]，并提供离散的防风保护，以避免氢气排放过程中的重大风险[304]。还必须评估环境天气条件，通过适当的基础设施设计解决潜在的关键问题[305]。

然而，加氢站的主要特征是氢气供应到加氢站时的物理状态，液态或气态。虽然场外站可以具有同时使用这两种气体的配置，但现场站仅适用于氢气，因为生产单位以这种物理状态供应氢气。两种物理状态之间的差异在于存储方法[306]、[307]。

压缩氢气因其简单性、快速补充燃料以及对基础设施影响较小而成为移动应用的绝佳解决方案。然而，其能量的 20% 用于压缩气体：在 100 kPa 和 25 °C 下储存 1 kg 氢气需要一个体积为 12.3 m 3的储罐。在 350 bar（运输行业使用的压力）下压缩的氢气所占的体积不到 99.6%。存储系统内的压缩发生在约20-50kg/m 3的体积密度和约5-10%的重量密度下[308]。从加油速度和累积数量的角度来看，更高的储存压力（70 MPa）将带来好处。

就液氢而言，其储存需要低温，其能耗约占其能量含量的40%。当需要高存储密度（如航空航天应用）时，采用储存温度为-253°C的液态氢，因为与气态氢相比，液态氢每体积单位的能量含量较高，并且需要较小的存储体积。在这种情况下，储罐还必须具有高绝缘能力以减少氢气的沸腾[308]。

以下各节将描述加氢站运营中涉及的主要组成部分，并根据安装区域对设备进行细分（供应、中间储存、高压储存和分配）。所需的技术和设备在很大程度上取决于所供应的氢气（无论是液态还是气态）的热力学状态。如果氢气以气态形式储存，则可以通过长管拖车或管网在加氢站供应。当安装现场生产装置时，也会以气态形式产生氢气。液氢储存在现场低温储罐中，由液氢罐补充燃料。目前，大多数站可以储存 100 至 500 公斤的 GH 2每天，而由于液态氢的密度较高，它们每天可以储存超过 1000 公斤的 LH 2 。

图5。– 气态氢储存：具有级联加氢过程的HRS 布局。

如图5所示，氢气通过卡车、管道或现场装置输送到加氢站。虽然现场发电具有许多优点，包括独立于外部氢气供应，但生产装置的成本很高，并且操作压力范围有限。对于在 20 bar 压力下运行的长管拖车运输也是如此。在 900 bar 下运行的长管拖车提供了一种更节能的选择，但由于所需的高压，增加了运输成本、重量以及相关的排放。

压缩机对于加氢过程至关重要，因为当使用 20 bar 供应系统时，它可以将氢气从供应源储存到存储系统的 950 bar 压力下。然后，当级联存储系统的油箱达到阻止车辆加油的压力限制时，压缩机用于重新填充它们。当车辆需要加油时，来自高压存储系统的氢气被预冷装置冷却至-40°C左右。该阶段使车辆油箱能够快速加油，而不会因涉及高压而使油箱过热。

加氢站的存储系统可以由一个或多个可加压至相同或不同压力的储罐组成。氢气一次输送到一个储罐；如果储罐压力不同，首先供应压力最高的储罐，然后供应压力较低的储罐[312]。它们通常能够相互独立地发挥作用。正如许多作者研究的那样，优化存储压力水平可以降低 HRS 的总体能耗[313]、[314]、[315]、[316]。级联系统在达到平衡压力方面存在局限性，此时需要进一步压缩。因此，级联系统的容量可能小于压缩后的单个存储系统的容量。

显然，该布局的局限性在于其供应能力有限，而供应能力与储罐数量成正比。随着油箱数量的增加，压力水平下降得更慢，允许每天为更多车辆加油，同时使用更少的压缩能量[311]。车辆油箱和存储系统之间减小的压差还减少了车辆油箱内产生的压缩热，这减轻了预冷却单元的负担[314]、[317]、[318]。

与先前所述的布置相反，基于直接加油过程的布局除了存储压缩机之外还利用补充压缩机来产生完成加油过程所需的压力，如图6所示。

图6 . – 气态氢储存：带有增压分配压缩机的HRS 布局。

图7 . –液氢储存：带有蒸发器/热交换器的 HRS 布局。

如图 8所示，替代布置提供了一种更有效的选择，即从液态氢开始，然后以与之前示例不同的方式将其蒸发。这需要使用低温泵[325]、[326]来对位于系统上游的低温罐中的液态氢进行加压，然后通过蒸发器气化。气态氢气被保存在高压罐中，使用低温氢气进行预冷却，然后通过加注器输送到车辆罐中。在低温泵中，氢气从液态转变为超临界态。低温泵的能耗约为气态氢压缩的 10-20%。

图8 . –液氢储存：带低温泵的 HRS 布局。

4.3 .气态氢站与液态氢站

因此，对各种类型的加氢站进行了分析，这些加氢站具有不同的布局、液体（LH 2）和气体（GH 2 ）存储，突出了它们各自的优点和缺点。

如今，长管拖车或现场设施通常提供气态氢存储基础设施，但未来的加氢站可能会通过管道提供。无论气体供应源如何，气体站都可以保守地建造以处理20巴氢气的供应压力。这些加氢站配备了高压压缩机，可从电源中提取氢气，并将其压缩至约 950 bar，然后存储在高压存储设施中。来自高压系统的氢气随后通过制冷装置输入车辆的车载储罐，该装置将氢气预冷至-40°C左右，以便能够快速加注而不会烧焦储罐。另一种选择是采用存储压缩机，从供应源提取氢气并将其压缩至约 500 bar，然后将其存储在中压系统中进行氢气存储。增压压缩机从中压储氢罐中提取氢气，并将其压缩至约 900 bar，然后通过预冷装置和分配单元供应至车辆储罐。还安装了高压缓冲罐，以减轻增压压缩机对站和车辆仪表的脉冲影响，同时分配器监测和调节车辆车载罐中的氢气流量。增压压缩机从中压储氢罐中提取氢气，并将其压缩至约 900 bar，然后通过预冷装置和分配单元供应至车辆的储罐。还安装了高压缓冲罐，以减轻增压压缩机对站和车辆仪表的脉冲影响，同时分配器监测和调整车辆车载罐中的氢气流量。增压压缩机从中压储氢罐中提取氢气，并将其压缩至约 900 bar，然后通过预冷装置和分配单元供应至车辆储罐。还安装了高压缓冲罐，以减轻增压压缩机对站和车辆仪表的脉冲影响，同时分配器监测和调节车辆车载罐中的氢气流量。

对于液体储存，氢站可能会配置一个现场低温储罐，由运载大致低温液体的罐车加满。氢。第一种配置包括低压蒸发器。蒸发（由于外部热量）并收集在低温罐顶部空间（即“蒸发”）的冷氢气在由压缩机处理之前通过热交换器进行传输，压缩机将其压缩在高压存储中坦克。因此，分配器通过冷却器将氢气分配到车辆的车载储罐，该冷却器将氢气预冷至 -40 °C 左右。或者，使用低温泵压缩液态氢，然后使用蒸发器气化。蒸发器的高压气态氢保存在高压系统储罐中，然后通过冷却装置预冷至-40℃，然后转移到车载储罐。在这个设计中，通过预冷装置使用低温氢气冷却氢气。

从能源的角度来看，建立液态和气态氢加气站的基准可能是有益的。鲍尔等人。[283]研究了采用直接加油程序的GH 2 -HRS 和采用低温泵的 LH 2 -HRS中所有主要部件的能耗，在 500 秒的时间内，针对一系列三个加油过程，假设如下:

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  压缩机容量：56公斤/小时；

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  低温泵容量：56 kg/h；

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  低压储存：41.5公斤（最大5兆帕）；

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  高压储存：20公斤（最大50兆帕）、20公斤（最大70兆帕）、14公斤（最大90兆帕）。

然而，所研究的加氢程序必须在特定假设下被认为是合法的，即连续加注时间接近且液态氢站的蒸发损失较小以及与气态氢站相关的损失。事实上，随着加油频率的减少，这些影响变得更加明显且不容忽视。

对加氢程序的检查显示，GH 2 -HRS 的能耗为 2.43 kWh/kg，LH 2 -HRS的能耗为 0.37 kWh/kg [283]，这表明压缩机是氢气中的主要能耗设备。安排。然而，这些发现仅适用于与加油相关的消耗。要进行全面的消耗比较，需要评估整个链条，从制氢到向车辆分配，而不仅仅是后者。

虽然液氢在加油能源使用方面是有利的，但由于液化过程中的能量需求较高，因此在发电方面效率较低。假设未来大规模分布，氢液化的预期消耗量在 5 至 8 kWh/kg 之间变化[252]，而卡车运输气态氢的压缩消耗量约为 1.1 kWh/kg（考虑到 10 MPa 的初始压力水平和最终值为 55 MPa）。必须提及交通消耗。鲍尔等人。[283]调查了200公里的行程并检查了1吨和3.5吨GH 2的运输能力，使用柴油卡车的油耗为 30 升/100 公里，柴油 LHV 的油耗为 11.33 千瓦时/升。因此，气态氢的运输消耗为 0.68 kWh/kg，液态氢的运输消耗为 0.20 kWh/kg。考虑到所有这些变量，气态氢从生产开始的估计能耗为 4.21 kWh/kg，液态氢为 5.57 至 8.57 kWh/kg，如图9所示。

图9 . – GH 2 -HRS 和 LH 2 -HRS 从生产到分配的能源需求

因此，虽然与加氢站的消耗相关的能源节省以及与运输相关的一些能源节省，但从大局考虑时，液氢路线是不太可行的一种，因为目前从分配（而不是供应）开始的消耗较少比气态氢路线有利。

此外，经济指标和这两个车站设计之间的比较可能是有益的。雷迪等人。[327]通过设计和实施“氢气输送场景分析模型”（HDSAM），研究了各种输送路线的氢气分配（存储、运输和加氢）成本。收集到的数据用于为未来的研究提供建议，从而降低加氢器的价格。对两种液氢站设计进行了成本比较，一种带有蒸发器和压缩机，另一种带有低温泵。对于小供应量（200 公斤/天），由于补充量较小，蒸发损失相对较大。压缩机架构的好处是可以回收氢气并将其发送到级联存储系统。然而，这种收益在很大程度上被与这些系统的预冷却阶段相关的成本增加所抵消，在此期间，温度必须达到-40°C 左右。事实上，有最先进的低温泵可以显着减少蒸发损失，但它们的成本过高，这使得它们主要适用于供应量更大的系统。带有低温泵的空间站架构在更大的规模上可能更具竞争力。对于小站，每公斤H的成本2低温泵的价格约为 9 美元，压缩机的价格约为 8.2 美元[327]。

对于 GH 2 -HRS，虽然直接加油配置与级联加油配置不同，但两种布局在流程的第一阶段（从供应资源到储存）具有可比性。在直接加油配置中，压缩机将 500 bar 的氢气存储在中压存储系统中。Reddi 等人进行了成本比较。[327] 200公斤/天气态氢工厂的几种设计之间的关系。其中，可以识别两种由公路运输提供氢气的变体和两种以 20 bar 压力输送氢气的配置（因此这些 HRS 通过天然气管道供应）或现场制作）。配备增压压缩机的版本采用直接加油方法，而其他版本则采用级联加油方法。氢气的成本在 6 至 8 美元/千克之间[327]。与使用研究尺寸的压缩机直接加油相比，级联系统的氢气平均成本更低。但考虑到采购成本较高，产能超过200公斤/天时，情况可能会发生逆转。在级联加油配置中，用于储存氢气的压缩机在吸气压力下运行20-60 bar 的压力和大约 950 bar 的输送压力，需要使用专为这种类型的循环压力设计的氢气储存罐（每公斤储存氢气的成本约为 1800 美元）。压缩机的高压发生在整个加氢周期之前，还会导致氢气分配链的所有组件（例如阀门、管道和避免系统故障所需的其他设备）的成本增加和安全隐患。考虑到通过压缩机直接加氢的布置，中间压缩机在过程开始时产生的较低压力导致加氢站内氢气存储的成本降低。相反，较高的支出与添加加油压缩机有关。从经济上来说，级联加油结构的优势在于其简单性，最重要的是，该站的成本较低。另一方面，采用压缩机配置的直接加氢提供了最大的灵活性：建议需要能够在 350 和 700 bar 压力下提供氢气的加油站使用，对于现有 350 bar 加油站（必须在 350 bar 和 700 bar 压力下提供氢气）而言，这是最佳选择。700 巴。

与 Reddi 等人在美国的成本分析进行比较。[327]，值得一提的是，最近清洁氢联合体发布了其战略议程[328]，其中提出了预测和预期绩效，并由多位专家进行了审查。图 10显示了 HRS 的预测成本（图 10a）、单位能耗（图 10b）以及对 HRS 最终氢气价格的贡献（图 10c），不包括供应链和潜在的现场发电单位。除了图10所示的数据外，战略议程估计液化能耗约为10-12千瓦时/公斤，液化成本为1.5欧元/公斤。

图10。–欧洲的加氢站、资本支出、KPI (a)、欧洲的能源消耗、KPI (b)，以及对 H2 价格和 HRS 规模的贡献 (c)。从[328]检索和阐述的数据。

5 .结论

人们认为，从依赖化石燃料的社会向依赖氢的社会过渡的不确定性和费用严重阻碍了 FCEV 的部署。主要障碍之一是缺乏现有的商业加油站。加氢站基础设施的引入不仅从技术角度而且从经济角度来看都是一个复杂的问题。建设完整的氢能基础设施包括生产工厂、分销系统和加油站在内的成本昂贵。 FCEV 的加氢基础设施是一个长期、资本密集型项目，且市场存在很大的不确定性。因此，任何发展氢能基础设施的长期计划的一个关键目标是减轻财政负担。

本文调查了氢基基础设施的现状和当前发展，特别关注加氢站，以确定加氢站的潜在布局。氢基础设施已经以各种布局和组合进行了检查。因此分析了各种类型的加油站，不同的布局，LH 2和(GH 2存储，突出优势以及他们每个人的弱点。无论获取的数据和信息量有多大，都不存在理想的加氢站布置。此外，必须分析和考虑周围环境和地缘政治局势，例如当地市场情况、每日供应的汽车数量、距集中制氢中心的距离、供应选择、法规和当地标准[329]、[330]。就运输而言，最有前途的路线似乎是天然气管道，但目前该路线受到氢脆等多种问题的限制建设大规模天然气管网需要高额资本投资，而只有氢主导进入替代燃料市场才能证明这一点是合理的。未来的趋势表明，现场制氢是减少运输能源使用和运输相关排放的一种手段。事实上，在几种现场生产技术中，水电解似乎是一种更清洁、适应性更强的选择。此外，电转气能源系统和加氢设施作为传统燃料基础设施的可行替代品越来越受到重视，因为它们提供深度脱碳和长期能源储存。

总之，加氢站正在进行的研究重点是提高氢气储存和分配系统的效率和安全性，以及开发新的可持续的氢气生产方法。 HRS 当前研究、概念和布局的概述可以提供重要的信息和见解，以了解氢燃料基础设施的现状和未来潜力及其对交通、能源系统和环境的影响。