智能城市中燃料電池汽車能源系統的設計與分析

智能城市中燃料電池汽車能源系統的設計與分析

未來，零排放的電力系統、熱系統和傳輸系統需要高效且多功能的儲能與分配系統。在城市地區，提出了一種能源系統，該系統以太陽能發電、風力發電和燃料電池汽車作為發電源和配電器，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。基于歐洲的統計數據，對智能城市中燃料電池汽車能源系統進行了以下設計。①建筑物的設計，包括住宅和服務業建筑，所有建筑物屋頂均有太陽能發電系統和集水系統，所有建筑物不與天然氣接觸；②氫氣生產、凈化及儲存系統；③智能電網，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智能城市之外的風力發電區域。

智能城市中燃料電池汽車能源系統功能的實現需要有以下步驟：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換氫氣來提供必要的電力；⑦通過風力發電機電解水產生氫氣。

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

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