智能城市中燃料電池汽車能源系統(tǒng)的設(shè)計與分析

未來，零排放的電力系統(tǒng)、熱系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)需要高效且多功能的儲能與分配系統(tǒng)。在城市地區(qū)，提出了一種能源系統(tǒng)，該系統(tǒng)以太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和燃料電池汽車作為發(fā)電源和配電器，氫氣作為能源載體，可以為電力、熱力和運輸提供100%可再生、可靠且具有成本效益的能源?；跉W洲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對智能城市中燃料電池汽車能源系統(tǒng)進行了以下設(shè)計。①建筑物的設(shè)計，包括住宅和服務(wù)業(yè)建筑，所有建筑物屋頂均有太陽能發(fā)電系統(tǒng)和集水系統(tǒng)，所有建筑物不與天然氣接觸；②氫氣生產(chǎn)、凈化及儲存系統(tǒng)；③智能電網(wǎng)，與所有建筑物、汽車相連；④氫氣長管拖車運輸和加氫站；⑤氫燃料電池汽車和其它公路運輸車輛；⑥智能城市之外的風(fēng)力發(fā)電區(qū)域。

智能城市中燃料電池汽車能源系統(tǒng)功能的實現(xiàn)需要有以下步驟：①電力由所有屋頂上的太陽能模塊提供；②在屋頂收集雨水并進行軟化、凈化處理，然后進行電解；③雨水通過太陽能進行電解，生成氫氣，然后將氫氣壓縮并儲存至長管拖車中，運送到附近的加氫站；④在加氫站中，根據(jù)車輛需求進一步壓縮氫氣；⑤氫氣用作所有類型的燃料電池電動車輛（乘用車、面包車、摩托車、客車和載貨汽車）的運輸燃料；⑥在太陽能電力暫時不足情況下，乘用車中的燃料電池通過從車載儲氫罐中轉(zhuǎn)換氫氣來提供必要的電力；⑦通過風(fēng)力發(fā)電機電解水產(chǎn)生氫氣。

智能城市中燃料電池汽車能源系統(tǒng)可以使得20%的汽車成為燃料電池汽車。能源系統(tǒng)的成本為0.09歐元/kWh，氫氣為2.4歐元/kg，乘用車為0.02歐元/km。上述結(jié)果表明，該能源系統(tǒng)的設(shè)計合理。

刊名：International Journal of Hydrogen Energy（英）

刊期：2017年第42期

作者：Vincent Oldenbroek et al

編譯：野晨晨