氫燃料電池汽車的環境性和經濟性研究現狀

楊凡

摘要：由于氫燃料電池汽車行駛過程中不產生CO2，所以被認為是未來最有可能替代傳統燃油車的選擇，本文從氫燃料電池汽車的環境性和經濟性兩個角度選取經典文獻進行研究現狀的分析。

關鍵詞：氫燃料電池汽車;環境性;經濟性

一、氫燃料電池汽車的環境性研究現狀

氫燃料電池汽車使用可再生能源一一氫氣作為燃料，可以有效降低城市交通運行過程中的能源消耗和污染排放，所以被認為是未來最有可能替代傳統燃油車的選擇。由于行駛過程中不產生C02，所以多采用從油井到車輪的方法或者生命周期分析的方法進行氫燃料電池汽車的能耗和溫室氣體的排放計算，如Xinyu Liu et al.（2020）使用美國環境保護署的車輛燃料數據比較了氫燃料電池汽車和傳統的內燃機車從油井到車輪的燃料使用和排放情況，研究結果表明：即使使用化石能源制氫，氫燃料電池汽車比傳統內燃機車少消耗5%——33%的化石能源，少排放15%——45%的溫室氣體。

氫氣作為二次能源，其制取方式對氫燃料電池汽車的生命周期內的溫室氣體排放情況具有較大影響，Eun ji Yoo etal.（2018）的研究表明：氫燃料電池汽車的從油井到車輪的溫室氣體排放量為50.7——388g CO2/km，其中采用石油裂解制氫路徑的排放最低，而電解水制氫路徑的排放最高。

二、氫燃料電池汽車的經濟性研究現狀

考慮到氫燃料電池汽車在環境方面的優良表現，很多學者開始探索其經濟可行性以便推廣使用，Greg Frenette etal（2009）認為氫燃料電池汽車不僅會在解決全球氣候變暖和空氣質量問題上做出重要貢獻，而且具有經濟可行性。Mehmet Gurz et al（2017）對不同設計方案的車載存儲、安全性、資金成本和運行成本進行了嚴格的分析，認為氫燃料電池汽車在未來具有很好的發展前景。

燃料成本是消費者汽車擁有成本的重要組成部分，學者針對不同方式的氫氣生產成本和氫氣定價進行了許多研究，如Murat Emre Demir et al.（2018）通過設計不同的氫氣運輸情景方式對氫氣成本進行計算，結論為：在有大型發電廠的情況下采用管網輸送H2是最經濟有效的選擇，每公斤H2的輸送成本為2.73美元;小型發電廠，采用管式拖車輸送氫氣而不液化是一個合適的選擇，每公斤H2的輸送成本為2.86美元。