2024 年 10 月 28日
- 德國航太中心 (DLR) 於 2024 年 10 月 28 日將位於恩普芬根的 BALIS 測試場投入運作。
- 借助這項獨特的測試基礎設施，DLR 正在開發和測試基於氫燃料電池的新型驅動系統，輸出功率在兆瓦範圍內。
- 此類驅動系統尚未商用。
- 未來，它們可用於船舶推進系統等領域，未來還可用於航空領域，實現無 CO2移動。
- 重點：能源、交通、航空、氫技術、未來出行、氣候友善飛行
在 BALIS 計畫中，德國航空航天中心 (DLR) 正在恩普芬根建造一個獨特的科學試驗場。德國航太中心正在使用它來開發和測試各種運輸方式的燃料電池驅動器。 BALIS專案的重點是輸出功率約為1.5兆瓦的燃料電池系統，例如，該系統將為未來的船舶提供動力，並有可能用於航空領域。目前市場上還沒有這樣的系統。如果將來自再生能源的氫（即所謂的綠色氫）用於燃料電池，則可以實現無 CO2 的流動性，從而實現氣候和環境友好的流動性。該系統位於 E2U Empfinger 環境技術開發中心的創新園區。投產儀式於 2024 年 10 月 28 日在那裡舉行，來自政治、行政和工業界的代表出席了儀式。聯邦數位和交通部正在為 BALIS 測試場提供 2,600 萬歐元的資助。
用於行動應用的燃料電池動力系統的獨特測試設施
「在建立和使用像 BALIS 這樣的大型設施時，研究和工業之間的對話對雙方來說都是無價的。 「透過這種方式，我們共同展示了新技術不僅具有實用性，而且還能夠將其發展到一定的規模和成本效益，使它們成為業界感興趣的解決方案，」工程博士教授說。 Karsten Lemmer，DLR 董事會成員，負責創新、轉讓和科學基礎設施。 「特別是在航空領域，從地面穩定的推進系統到獲得飛機使用資格的步驟非常複雜且需要時間。像 BALIS 這樣的系統為航空業轉型奠定了基礎和可靠性。
「試驗場的開放是到2045年實現氣候中和的關鍵一步。交通運輸正面臨重大挑戰，而氫為我們提供了為不同運輸方式開發和實施零排放驅動系統的機會。我們透過有針對性的資金支持研發，以創造創新且最終適銷對路的解決方案。我們正在與工業和科學一起為永續交通奠定基礎。
「氫技術是 DLR 能源和運輸研究的核心。與其他研究中心不同，德國太空中心在航空、太空旅行、能源、運輸、安全和數位化方面擁有跨學科專業知識，涵蓋整個工藝鏈：從利用再生資源生產氫氣的材料和工藝，到其在移動和汽車領域的使用。它表明氫技術可以在哪些背景和條件下創建具有經濟前瞻性、安全和可持續的能源和交通系統。梅克吉普.
複雜且模組化的 BALIS 測試場可以全面檢查單一組件和整個傳動系統：這包括燃料電池系統本身、電動馬達、油箱基礎設施以及控制和調節技術。由於靈活的結構和相關的研究方法，該設施在世界上是獨一無二的。系統的所有部件都裝在容器中。德國航太中心技術熱力學研究所負責此計畫。
用於氣候友善出行的新一代燃料電池系統
除了建立和營運測試場外，DLR 還正在建立自己的兆瓦性能等級的電力驅動系統。它由燃料電池系統、氫氣罐、電動馬達以及控制元件和電力電子設備組成。這使得 DLR 成為首批擁有此類系統的機構之一。它允許從根本上記錄、理解和鑑定燃料電池驅動系統的所有流程步驟。用於行動應用的最大商用燃料電池的輸出功率高達數百千瓦。為了達到兆瓦範圍，燃料電池系統必須由多個互連的燃料電池模組建構而成。這導致高工作電壓和電流。必須對這些進行最佳控制，以實現穩定、高效的運作。同時，驅動系統的輕量化和高效率對於重型領域的商業應用至關重要。因此，工作的重點最初是該兆瓦驅動系統的行為和最佳化，以便在不同負載情況下穩定運作。
進一步關注：液氫的處理和使用
BALIS測試基礎設施的另一個研究重點是為整個推進系統的運作而大量處理液氫（LH2）。為此，德國航太中心目前正在額外投入約 300 萬歐元資金建造測試槽和必要的加油基礎設施。從儲存體積來看，液態氫比氣態氫具有更高的儲存密度。氫只有在攝氏-253度的極低溫度下才會變成液態。這就是液態氫也被稱為低溫氫的原因。因此，氫氣的液化、儲存和運輸需要基礎設施的特殊條件，以保持壓力和溫度恆定。
與產業緊密聯繫：未來幾年設施將充分利用
未來三年，BALIS測試環境已經忙於研究計畫以及與產業合作夥伴的合作計畫。 DLR 合作的公司包括創新新創公司、成熟的中型企業以及能源和航空領域的全球企業。其中包括 DLR 分拆公司 H2FLY 以及燃料電池製造商 PowerCell、電力驅動專家 Compact Dynamics 以及技術氣體製造商和供應商 Air Liquide。在航空領域，DLR 與 Diehl Aerospace、GE Aerospace 和 Deutsche Aircraft 等公司合作。設計和實施該系統的系統合作夥伴是 AVL。
[照片]
(A) 位於 Empfingen 的 DLR 測試環境 BALIS
透過靈活的模組化 BALIS 測試場，可以全面檢查單一組件以及整個傳動系統。這包括燃料電池系統本身、電動馬達、儲罐基礎設施以及控制和調節技術。
(B) BALIS 燃料電池系統測試場內部視圖
BALIS 系統的研究工作重點是開發基於氫燃料電池的新型驅動系統，輸出功率在兆瓦範圍內。