成果報告書詳細
管理番号20150000000143
タイトル平成23年度-平成25年度成果報告書 地域水素供給インフラ技術・社会実証 技術・社会実証研究(水素供給・利用技術研究組合)
公開日2015/6/16
報告書年度2011 - 2013
委託先名水素供給・利用技術研究組合
プロジェクト番号P11003
部署名新エネルギー部
和文要約本技術・社会実証研究事業では2015年以降のFCVの一般ユーザーへの普及開始に向けて、実使用に近い条件でFCVおよび水素供給インフラに関する技術実証及び商用ステーションの総合実証を行うことにより、ユーザーに対する利便性、耐久性および実用性を含めたFCVおよび水素供給インフラの事業成立性、社会一般の水素エネルギーに関する受容性の検証を行った。FCVおよび水素ステーション等の商用化に向けた技術的な課題として、(1)70MPa充填技術、(2)低コスト化ステーション技術、(3)高頻度・高稼働運転技術、(4)トータルシステム技術の4項目に焦点を絞り、各テーマに則した実証を通じて課題解決に向けた技術の検証を行った。

(1)70MPa充填技術: 通信充填設備および-40℃プレクール設備を導入し、米国自動車工業会規格であるSAE J2601の充填プロトコルに準拠した設備対応を構築するとともに、SAE J2601に基づき日本国内に導入された充填技術に関する自主基準となる、圧縮水素充填技術基準(JPEC-S 0003(2012))に基づく充填実証を行い、主要な充填性能である充填圧力およびプレクールの制御技術が当初の目標性能に達していることを確認した。

(2)低コスト化ステーション技術: 低コスト化が期待されるCFRP製複合容器を用いた蓄圧器による差圧充填方式と大容量圧縮機による直接充填方式について、ステーションに設備導入し性能および耐久性等の検討を行った結果、各々の充填技術が実用レベルに達成していることを確認した。CFRP製複合容器を用いた蓄圧器等の関連機器については、定置式水素ステーションに導入し、その実用性を確認するとともに、移動式水素ステーションに導入済みのCFRP性複合容器蓄圧器の実用性、耐久性を確認した。

(3)高頻度・高稼働運転技術: 水素ステーションの実使用に近い条件を想定し、FCV・FCバスによるフリート走行を活用することにより、高頻度・高稼働状態での運用実証を通じて、FCV・FCバスおよび水素ステーション設備の耐久性、ステーションのメンテナンス期間の短縮に繋がる非破壊検査技術、運転モードの最適化に向けた検証を行った。水素ステーション設備の耐久性については、各水素ステーションの実情に合わせた運用実証通じて、概ね健全な状態を維持していることを確認した。

(4)トータルシステム技術: 大規模水素出荷設備および45MPa水素トレーラを製作し、水素の出荷、移送、ステーションの受入れ等の実証を進め、本格普及期の大規模出荷設備の建設・運用を確実なものとするための実証データを蓄積できた。

市街地に70MPa商用モデルステーションを3ヶ所建設し、用地選定、設計、建設から運用までの一連の総合実証を達成した。また、セルフ・ガソリンスタンド併設型水素ステーションのモデルおよびFCバスへの充填にも対応した大型水素ステーションのモデルを提示した。これら、水素ステーションの建設および運用を通じて、商用モデル水素ステーションにおいて、達成された課題と新たに抽出された課題を整理した。
英文要約We have acquired demonstration data on durability, convenience and practicability of the fuel cell vehicle (FCV) hydrogen infrastructure through the operation of our hydrogen refueling stations (HRSs) serving FCVs and fuel cell buses for the start of popularization of FCVs in 2015. The program was focusing on four technology targets: 1) 70MPa filling technology, 2) Low cost station technology, 3) High frequency operation, 4) Demonstration of total system technology.
(1) 70MPa filling technology
We conducted the first verification tests in the country on communication fueling at our HRS. We also carried out the remodeling of the existing filling facilities at our two HRSs which could be used for the demonstration of our standard, JPEC-S 0003 (2012), which was based on the filling protocol of SAE (Society of Automotive Engineers) TIR J2601.
(2) Low cost station technology
In order to realize 70MPa hydrogen refueling by differential pressure filling, we need to use a very expensive high pressure tank made by steel which is one of the big factors to increase initial const of stations. Therefore we evaluated both differential pressure filling with relatively inexpensive CFRP pressure vessels and the direct filling by a large volume compressor. We set up CFRP pressure vessels in Yokohama-asahi. In addition, a direct filling compressor which had developed by another NEDO project, “Development of technologies for hydrogen production, transportation and storage systems”, was set up in Senju.
(3) High frequency operation
We set the targets individually in accordance to the characteristics of equipment and operation at each HRS in terms of high frequency and high load operation. As a result, we acquired demonstration data related to practicability and durability of equipment and facilities which are useful for commercialization of FCVs and HRSs, promoting high occupancy fleet operational demonstration.
(4) Demonstration of Total System technology
We constructed a large scale hydrogen shipment facility (45MPa, Capacity: 1,500Nm3/h) and a 45MPa hydrogen trailer assuming hydrogen supply chain and system for off-site type of commercial hydrogen stations at commercialization stage. We verify the shipment and distribution of hydrogen with coordination of the operation at our HRS.
We constructed three HRSs for demonstration of commercial model hydrogen stations. These three stations are recognized as the first 70MPa hydrogen stations based on the revised High Pressure Gas Safety Act of Japan. Two of these HRSs are the first stations which are attached to Self-service gas stations based on the revised Fire Service Law. One of them was designed for refueling FC Buses. In addition, we decided the specifications for 70MPa hydrogen stations meeting for JPEC-S 0003 (2012) by simulations of hydrogen refueling and heat calculations. We achieved short hydrogen refueling time and verified good agreement of the simulation result with the experimental data.
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