「Hydro Q-BiC」^※是一种建筑辅助氢能利用系统，将可再生能源的剩余电力转化为氢气，储存在储氢合金中，然后根据需要提取氢气发电。

利用久经考验的Shimiz智能 BEMS 来储存和释放氢气，可以根据设施的需求实现能源的最佳运行。

与国家先进工业科学技术研究所联合开发

以市区为中心设想CO2自由氢的地产地消区域，氢在郊区的巨型太阳能制造，并运送到区域街区。

希德罗 Q-BiC 概述

氢的利用机制

氢的能量来源是通过过滤自来水产生的纯水进行电解产生的。 此时的氢气含有水分，因此通过除湿过程将其储存在储氢合金中。 当用作能量时，储存的氢气与空气中的氧气发生化学反应，并作为电和热提取。

储氢合金在吸收时具有发热，在释放时具有吸热特性，为了保持发电效率恒定，需要加热合金。 Hydro Q-BiC 可在电解、储氢和燃料电池热电联用发电期间回收废热，并在氢气释放过程中加热合金，从而提高系统效率。

氢能利用系统

西米兹智能 BEMS（建筑能源管理系统）

该系统集成了微电网，可优化控制分布式电源（如太阳能发电和蓄电池），以及通过控制设备来调整电源的需求响应功能，不仅可以简单的峰值切断，还可以根据特定时间设置可用功率，并针对特定目的灵活操作，例如设置可用功率并最小化功耗。

到目前为止，Shimiz 智能 BEMS 是一个主要管理电力的系统，但在 Hydro Q-BiC 中，它已发展成为一个管理热量并控制氢气储存和释放的系统。 通过集成控制电解设备、储氢合金罐和燃料电池热电联供等设备，可以根据设施的电力和热需求以及太阳能发电量预测自动进行最佳能源运营计划和实时供需调整。

氢能利用系统的构成

为什么在储能中使用氢气

随着可再生能源的日益采用，其产出波动和剩余能源已成为一个问题，需要建立稳定能源的机制。 以锂离子电池为代表的蓄电池等储能技术备受关注，其中氢是加速技术发展的技术。 由于氢气基本上以储存在储罐中的形式存在，因此它们适合长期储存，没有自然放电。 此外，储氢合金可将体积压缩到约千分之一，从而实现大规模储存。

换句话说，它被认为比平常大，被认为适合在较长的跨度内运行，例如，我们正在考虑跨季节能源管理的可能性，例如，在春季和秋季产生的剩余电力，其中太阳能发电量大，设施能源需求较少，在夏季和冬季使用，往往产生能源需求高峰。

蓄电池和氢气储存的划分

氢储存量年变化

储氢合金储存的好处

• 紧凑地储存大量氢气：压缩到约千分之一
• 由于气瓶压力低，因此不太可能泄漏
• 无自然放电
• 因为它不是易燃物质，所以很容易管理
• 相关法律法规较少

储氢合金具有在合金中有效吸收氢气的特性，但通过重复储藏和释放氢气，合金变得精细，并成为粉末状，因此更容易点火。

我们独特的储氢合金具有确保所需性能，但合金不会变细且不会着火。 此外，由于储存和释放所需的工作温度在 20 至 50°C 之间，因此易于操作，无需合格的存储和操作人员，并且不含稀土，因此可以说，它是支持高度安全和易于操作的系统的核心材料。

使氢作为能量原料携带的方法包括压缩和液化的方法、与甲苯反应转化为甲基环己烷 （MCH） 的方法，以及与氮气反应以合成氨的方法。 与这些方法相比，储氢合金的法规较少，在体积和能量损失方面也有很大的优势。

储氢合金与其他储能方法的比较

开发低成本、高安全性、不符合消防法的原合金

实际应用倡议

将全自动驾驶作为系统进行研发

2017年6月至2019年3月，在福岛可再生能源研究所（FREA）内进行了全面示范运行，以验证系统性能，并通过Shimiz智能BEMS建立最佳控制技术。

示范系统包括太阳能发电设备（输出20kW）、水电解设备（5Nm）³/h），储氢装置（约40Nm）³），燃料电池（输出：3.5kW），蓄电池（输出：10kW），总地板1，000m²系统配置专门用于建筑物的程度。

在FREA内建造的氢能利用系统

仅太阳能发电就成为能源来源，实现了系统总效率的65%以上。

移动情况示例（多云天气）

实验演示

2019年度起郡山市综合地方批发市场管理及相关店铺大楼（总建筑面积：4，310m）²电力需求：100kW），我们实施和运营，以提取和解决问题。

验证测试中的 CO₂目标是定量评估减少的数量和维护成本，并考虑业务潜力（成本）。

高丽山市综合区域批发市场管理及相关商店大楼（右后）、光伏板和Hydro Q-Bic（前）

年度能源模拟（设备容量确定、操作方法评估）

资料来源：希德罗Q-BiC，一个带建筑的氢能利用系统| 技术和解决方案 | 清水建设 (shimz.co.jp)