成果報告書詳細
管理番号20130000000482
タイトル平成23年度-平成24年度成果報告書 地域水素供給インフラ技術・社会実証 国際連携調査等 海外パッケージ型水素ステーション技術導入調査等
公開日2013/11/30
報告書年度2011 - 2012
委託先名日本エア・リキード株式会社 日産自動車株式会社
プロジェクト番号P11003
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成23年度-平成24年度成果報告書 地域水素供給インフラ技術・社会実証/国際連携調査等/海外パッケージ型水素ステーション技術導入調査に関する研究


エア・リキード・アドバンスド・テクノロジーから海外で実績がある設計・技術情報を入手して、内容検討を行った。具体的には差圧充填方式及び現在欧州で検討されている差圧・直充填併用方式(type-G1)の検討資料を入手し、プロセス計算等実用化の検討を行った。その際、今後の許認可に取得に必要なデータの取得を行った。
実用化の検討を進めるために、プレクーラーの低温域(約 -40℃)で使用可能な配管材について、新規鋼材の検討が必要になった。海外で実績がある方式のプレクーラーの配管部分を後述の新規鋼材で製作したテストピースを低温域(約-40 ℃)に於いて、高圧水素ガス(95MPa)による圧力サイクル試験を行った。また、プレクーラーのテストピースの断面の検査を行った結果、圧力サイクル試験とその後の材料評価試験においては特に問題は無く、今後、水素ステーションを製作する際に利用可能な有望な材料であることが分かった。
上述の検討結果から、配管材料の事前評価申請書案を作成した。但し、今後、この材料を用いた配管材をプレクーラーに採用した場合の検査方法については、詳細に検討と確認が必要である。
各検討項目の概要は以下の通りであり、先ず、蓄圧器に関する検討としては、海外メーカーの製品においては、特定設備として国内の基準に合致し、容易に導入できるものがなかった。国内基準に合致させる対応を付加するコストを見込むと、国内品と同等・それ以上の価格となってしまうことが分かった。よって、国内メーカーの製品の中で特定設備として導入できるものを検討し、採用可能な製品の見当がついた。
圧縮機に関しては、当初は差圧充填方式を主体として検討していたが、使用できる鋼材の制約により、差圧充填で必要とされる最高設計圧(99MPa)を90MPa前後に引き下げる必要があった。しかし、その圧力における差圧充填方式では、要求される充填能力を達成することが困難なので、差圧と圧縮機充填の併設方式の検討を進め、エア・リキード・アドバンスドテクノロジーから現在欧州で検討されている差圧・直充填併用方式(type-G1)の検討資料を入手した。差圧充填用の圧縮機としては、米国・PDC社の圧縮機について検討をした。
これらにより、2013年度以降の商用ステーション先行配備で採用可能なシステムの検討が進められた。
英文要約Title: Infrastructure Technology for Regional Hydrogen Supply/ Social Demonstration (International Collaboration and Investigation) Introduction of Foreign Technologies for Packaged Type Hydrogen Station (FY2011-FY2012) FY2012 Final Report

We investigated foreign design and technology related to Hydrogen Refueling Station (HRS) received from Air Liquide Advanced Technologies that has numbers of references of installing HRS in the world. Specifically, we obtained the technical information about so called “cascading method” (using differential pressure while filling) and the combination method of cascading and direct filling (type-G1) which is currently applied mainly in Europe, and did the process calculations for practical usage. Meanwhile, we collected the necessary data required for applying permits and approval of future construction of HRS.
Regarding piping materials usable at around -33~-40℃ for pre-cooler to cool down high pressure hydrogen prior to filling the gas to FCV, we were obliged to investigate proper materials to be accepted by Japanese codes and regulations. For that purpose, we made test pieces of the pre-cooler with XM19 (HRX19), and performed pressure cycle tests with high-pressure hydrogen (95MPa) in the range of low temperatures (approx.-40℃). The cross sections of the test pieces were examined. As shown in this report, no problem was reported with the evaluations. We also made a draft application for preliminary assessment of the piping material. In future, further study will be required for the inspection of the pre-cooler using the material.
As for the study on the storage cylinders such as type 1 or type 2, we could not find proper foreign products that could be accepted by Japan’s codes and regulations. Therefore, under current regulation, we ended up with using domestic cylinders for the time-being.
As for compressors, cascading method had been initially selected as the main filling procedure. However, the maximum design pressure (99MPa) required for the cascading method had to be lowered down to approx. 90MPa due to the limitation of acceptable steels. Then the pressure is not high enough to satisfy the requirements of HRS. Therefore, we also look at the direct filling method combined with cascading method. We obtained technical information about the combined method (type-G1) which was currently applied in Europe from Air Liquide Advanced Technologies. Concerning the compressor for cascading method, we examined the product of PDC in the U.S.
In this way, we advanced designing of HRS that is applicable for the preparation of commercial stations after year 2013.
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