[Translate to 中國:] Figure 1: Globale hydrogen demand end-use by sectors [2]
如今，汽车行业占全球碳排放量的19%，到2050年将成为最大的氢气终端用户，需求量为2.85亿吨[1]
使用锂离子电池是实现乘用车以及轻型和中型卡车零排放动力系统的替代方案。在需要长距离、长运行时间和短充电或加油时间的用例中，氢动力总成在技术和经济上都可能更合理。因此，许多卡车制造商正专注于燃料电池，为重型卡车的动力系统供电。例如，戴姆勒卡车和沃尔沃集团成立了以电池为中心的合资企业，为长途卡车开发、生产和商业化燃料电池系统。[3], [4]
今年，NEUMAN&ESSER和巴拉德投资了巴伐利亚电动商用车制造商Quantron。目标是加快电池电动和燃料电池电动商用车的发展，重点是重型卡车。巴拉德的投资旨在支持燃料电池汽车平台的发展。NEUMAN&ESSER通过提供必要的基础设施提供支持，特别是电解槽和重整技术，以及往复式和隔膜式压缩机，用于将氢气运输和储存到完整的加氢站和填充系统
研究预测，到2050年，重型卡车将成为最大的氢气终端用户，每年消耗1.1亿吨氢气。5
电池电动卡车的效率最高（从良好到车轮），为75-85%。总的来说，与柴油或氢燃烧发动机相比，资本支出更高。此外，电池的高重量限制了有效载荷，这对卡车来说是一个相关因素。对于长途货运，充电基础设施还不够发达，3小时以上的充电时间仍然过高，无法灵活应对中断
燃料电池卡车的效率约为35%。资本支出类似于电池电动卡车。[7] 根据设计，燃料电池，尤其是氢气罐，可能会占用车辆中不同的空间，从而影响装载量。然而，随着高压罐可预见的创新，这一差距将很快缩小。[8] 与纯电动卡车相比，加油时间相对较短，为15-30分钟。为了挖掘这一潜力，必须大幅扩建加氢站（HRS）基础设施
卡车柴油发动机可以通过内部氢燃烧提供动力，只需进行一些修改。与燃料电池相比，氢燃烧发动机提供了更紧凑、更容易设计的整体系统，高度动态的操作选项，没有任何性能损失，进一步利用了现有的生产和维护资源以及成本优势。[9] 在效率比较中，30%的氢燃烧发动机与燃料电池（35%）相当。
合成燃料的优势在于现有的车辆和基础设施。然而，在所研究的四种动力系统中，它们的效率只有20%左右，是最差的。如果不进行监管改革，合成燃料仍然比化石燃料更昂贵，从长远来看无法与电池或燃料电池竞争。因此，合成燃料很可能在未来几十年内成为过渡燃料。[10] 为了将电解和压缩机技术整合到合成燃料生产中，重点是可持续航空燃料，NEUMAN&ESSER于2021年1月收购了美国加利福尼亚州气候中性液体燃料供应商INFINIUM的股份。
从总体拥有成本（TCO）的角度来看，到2050年，电池电动和燃料电池电动动力系统以及氢燃烧发动机将是卡车的获胜技术。[11]
在短途货运中，在某些用例中，电池电动货车和卡车的TCO已经达到与柴油相当的水平。其原因是电池成本的进一步下降和专门设计的电池电动货车的引入。[12]
但长途货运有不同的要求。漫长而不可预测的路线、严格的驾驶时间规定和更高的有效载荷使得使用电池动力系统变得困难。在目前的能量密度下，电池太重，充电速度太慢，无法使电池电动卡车在长途运输中经济可行。[13]
氢基动力系统（燃料电池或氢内燃机）提供了一种替代方案：一方面，更快的加油速度和更长的续航里程可以增加卡车的运行时间潜力。另一方面，与电池相比，由于重量较轻，有效载荷容量可以增加。总体而言，这些因素提高了氢气卡车的TCO。[14]
到2035年，欧洲将有多达85万辆燃料电池电动中型和重型卡车（MDT和HDT）上路。它们每年将消耗690万吨氢气，这将需要建造多达4800个加氢站。[15]
氢基础设施通常被视为建立氢基物流系统的主要挑战。如今，加氢站很少。目前，德国有110多个加氢站（350巴和700巴）在运行。[17] 相比之下，德国的汽油和柴油加油站数量超过14000个。建立加氢站需要大量的投资以及氢气供应的价值链
NEUMAN&ESSER与加油站运营商、车队运营商、卡车制造商等多个利益相关者以及最终的政治利益相关者在综合项目中规划和建设加氢站。在这些项目中，首先为划定的区域或预定义的路线以及要加油的车队开发了各种加氢站网络概念。这些概念是使用NEUMAN&ESSER与TLK Energy合作开发的HRS模拟程序（更多信息）开发的。这些概念包括加氢站的分布、数量和设计。除此之外，该设计还包括氢气供应、储罐、冷却系统和分配器。各个概念针对不同的目标值进行了优化，这些目标值可以分别由氢气可用性、密封性、吞吐量和成本表示（见图4）。各个概念针对不同的目标值进行了优化，这些目标值可以分别由氢气可用性、密封性、吞吐量和成本表示（见图4）。开发的概念为客户根据用例的要求选择最合适的概念提供了决策依据。一旦就要实施的概念做出决定，详细的规划和优化以及加氢站的物理建设就开始了
在这个阶段，将建造多达五个加氢站，为大约10辆燃料电池电动卡车组成的小型物流车队供应氢气。将使用上述NEUMAN&ESSER自己的HRS模拟程序对三条计划示范路线上的加氢站进行最佳分布和尺寸确定。
在第二阶段，到2025年将再建造75个加氢站，为多达10000辆燃料电池电动卡车提供服务。加氢站将形成一个协调的运输系统。
在第三阶段，将建立可再生能源系统（太阳能、风能），与电解槽相结合，为运输系统生产绿色氢气。NEUMAN&ESSER拥有开发和生产碱性电解槽和PEM电解槽的能力。集成在加氢站中的电解槽的建模是HRS模拟程序的另一个特征
[1] 氢能委员会；麦肯锡公司：氢能实现净零排放——一种关键的成本竞争力能源载体，2021年11月，第16页
[2] 氢能委员会；麦肯锡公司：氢能实现净零排放——一种关键的成本竞争力能源载体，2021年11月，第13页
[3] trucknbus.hyundai.com/hydrogen/de[2022年12月12日访问]
[4] www.daimlertruck.com/innovation/antriebe/partnerschaften.html[2022年12月12日访问]
[5] 氢能委员会；麦肯锡公司：氢能实现净零排放——一种关键的成本竞争力能源载体，2021年11月，第16页
[6] 贝恩德·海德；克里斯托弗·马滕斯；Anna Orthofer：氢燃烧发动机如何为零排放做出贡献，2021年6月，第4页
[7] 贝恩德·海德；克里斯托弗·马滕斯；Anna Orthofer：氢燃烧发动机如何为零排放做出贡献，2021年6月，第4页
[8] 麦肯锡未来出行中心：让世界为零排放卡车做好准备——商业道路运输的支柱将很快受益于具有成本效益的零排放马力，2022年9月，第8页
[9] www.irt.rwth-aachen.de/cms/IRT/Forschung/Forschungsprojekte-dyn-Liste-/~sklkp/HyInnoICE/[2022年12月12日访问]
[10] 麦肯锡未来出行中心：让世界为零排放卡车做好准备
[11] FEV Consulting：2050年前的低碳道路——深入研究重型运输，2019年7月，第5页
[12] 贝恩德·海德；克里斯托弗·马滕斯；Markus Wilthaner：释放氢气在长途货运中的动力——随着运输对氢气需求的增加，开发基础设施以供应卡车、公共汽车和汽车势在必行，第2页
[13] 贝恩德·海德；克里斯托弗·马滕斯；Markus Wilthaner：释放氢气在长途货运中的动力——随着运输对氢气需求的增加，开发基础设施以供应卡车、公共汽车和汽车势在必行，第2页
[14] 贝恩德·海德；克里斯托弗·马滕斯；Markus Wilthaner：释放氢气在长途货运中的动力——随着运输对氢气需求的增加，开发基础设施以供应卡车、公共汽车和汽车势在必行，第2页
[15] 贝恩德·海德；克里斯托弗·马滕斯；Markus Wilthaner：释放氢气在长途货运中的动力——随着运输对氢气需求的增加，开发基础设施以供应卡车、公共汽车和汽车势在必行，第2页
[16] 贝恩德·海德；克里斯托弗·马滕斯；Markus Wilthaner：释放氢气在长途货运中的动力——随着运输对氢气需求的增加，开发基础设施以供应卡车、公共汽车和汽车势在必行，第3页
[17] 应用H2.Live[2022年12月12日访问]