跨欧洲交通网匈牙利段加氢站供氢方案：甲烷裂解与水电解的技术经济比较

本综述聚焦跨欧洲交通网络（TEN-T）匈牙利段加氢站（HRS）的可持续供氢方案。文章中心思想在于，针对氢能车辆推广初期基础设施不足的挑战，提出了一种基于现场甲烷裂解（MS）技术的分散式制氢路径。与主流的水电解相比，甲烷裂解（尤其是利用生物甲烷时）不仅能大幅降低制氢能耗（约75%）和氢气平准化成本（LCOH），还能产生高价值副产品固态碳，实现潜在的负碳排放，为中小国家构建初始氢能网络提供了更具经济可行性的技术选择。

　　

Hydrogen mobility in the European Union

随着全球应对气候变化压力并寻求更可持续的交通方式，氢能作为传统化石燃料可行替代品的出现已引起广泛关注。氢能交通通过燃料电池技术和氢内燃机为车辆提供动力，为减少温室气体排放和对不可再生能源的依赖提供了一个前景广阔的解决方案。

Supply of the hydrogen refuelling station: conventional and alternative methods

加氢站（HRS）主要以集中式方式供应，即氢气主要通过公路从中央制氢单元运输到加注点。当生产地点和加注点之间距离较近（最多几公里）时，管道运输也是可行的。公路氢气运输过程始于制氢现场。在大多数情况下，生产和运输之间需要某种缓冲。

New emerging hydrogen production technology: methane splitting

甲烷裂解（Methane Splitting, MS），也称为甲烷热解或甲烷裂化，是一种新兴技术，通过打破甲烷分子中的碳氢键来生产氢气和元素碳。根据反应方程式（1），反应焓为正值（75 kJ/mol），这使得反应是热力学吸热的，即过程发生需要能量输入。

CH₄(g) = 2H₂(g) + C(s) ; Δ_RH⁰ = 75 kJ/mol CH₄

其中 (g) 和 (s) 分别表示气态和固态。

Mass and energy balance of the electrolysis and methane splitting

关于质量和能量平衡的主要假设。

• 在两种情况下，目标产氢量均为50 kg/h，总计每天产氢量超过1公吨。此考虑因素是由于超规模设计所必需的；

• 研究中未包含加氢站日内负荷变化。尽管如此，氢气储罐已计入HRS的资本支出（CAPEX）中；

• 假设可再生电力供应可连续可用；

• 对于MS，假设生物甲烷供应...

Calculation of the levelized cost of hydrogen

关于氢气平准化成本（LCOH）计算的主要假设。

• 计算中使用的生物甲烷价格为TTF（Title Transfer Facility）价格加55 EUR/MWh，即在TTF价格为35 EUR/MWh时，生物甲烷价格为90 EUR/MWh。TTF是荷兰的虚拟天然气交易点，是欧洲天然气价格的主要基准。

• 电力价格设定为150 EUR/MWh基荷电价（基于历史数据，过去...的最高月平均价格）

Conclusions and further investigations

前面章节描述了一个与现场制氢相结合的潜在加氢站，该站使用两种不同的生产技术。技术经济可行性已进行讨论，概念研究的目的也已阐明。一些视角和环节仅进行了表面考察，因此在本节中将其指出，并提及了进行更深入理解的进一步方向。由于...