燃料電池汽車環(huán)境效益的評價模型

研究了使用維庫斯模擬系統(tǒng)來確定燃料電池汽車環(huán)境效益中的最優(yōu)成本和CO2排放量。建立的模型場景需要考慮到電動汽車未來的普及率，并考慮技術(shù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟(jì)效益的能力，還需考慮到時間、成本等。為了比較蓄電池和燃料電池汽車，用該模型分別模擬了電動汽車、蓄電池和燃料電池混合動力汽車、燃料電池汽車。維庫斯模擬系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)包括：時間序列、再生能源可用性、系統(tǒng)壽命、效率和投資、固定成本、可變成本及每小時的能源需求。維酷斯模擬系統(tǒng)的子系統(tǒng)即代數(shù)建模系統(tǒng)根據(jù)這些輸入?yún)?shù)建立線性規(guī)劃模型。采用最大化策略并使用單純形法確定環(huán)境效益最好解決方案。

該模型的關(guān)鍵假設(shè)為：①在相同地區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)測和比較；②氫氣電解化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可以被回收利用；③燃料電池的效率比蓄電池高；④該模型可以確定單個實(shí)體的宏觀經(jīng)濟(jì)成本最低限度；⑤各地區(qū)的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施十分完善；⑥不考慮相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的成本。本研究將模型的地點(diǎn)設(shè)置為加利福尼亞州洛杉磯阿爾托斯山區(qū)，距舊金山東南部約60km，大約有8000位居民。模型預(yù)測了2025年和2035年蓄電池和燃料電池混合動力汽車、只使用蓄電池的電動汽車、燃料電池汽車在環(huán)境效益中的最優(yōu)成本和CO2排放量。

該模型預(yù)測；①在2025年和2035年電動汽車環(huán)境效益中的總成本將相當(dāng)于2015年的成本水平；②2035年只使用蓄電池的電動汽車的CO2排放量將減少40%，燃料電池汽車的CO2排放量將減少41%；③2025年蓄電池和燃料電池混合動力汽車的CO2排放量將減少3%，2035年混合動力汽車CO2的排放量將減少7%。模型預(yù)測表明，蓄電池和燃料電池混合動力汽車CO2排放較少，成本較低。

刊名：Energy（英）

刊期：2016年第13期

作者：Markus F.Felgenhauer

編譯：楊欣