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氢燃料汽车的氢能供应链网络规划研究

氢燃料汽车的氢能供应链网络规划研究

作者：褚君晖华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着全球对气候变化的日益关注,许多国家都已经制定了减少温室气体排放的目标,并正在努力推动绿色能源的发展。运输部门是温室气体的主要贡献者之一,氢能作为一种清洁能源,其碳排放量为零,可以在很大程度上减少温室气体的排放,因此氢在... 详细信息

随着全球对气候变化的日益关注,许多国家都已经制定了减少温室气体排放的目标,并正在努力推动绿色能源的发展。运输部门是温室气体的主要贡献者之一,氢能作为一种清洁能源,其碳排放量为零,可以在很大程度上减少温室气体的排放,因此氢在实现道路交通运输深度脱碳方面具有巨大潜力。与此同时,以氢气为燃料的汽车受到越来越多国家和地区的重视,日本、美国、德国等发达国家都在推进氢燃料电池车辆示范应用项目,我国也高度重视氢燃料汽车的发展,制定了多项支持政策和规划。因此,为了促进氢燃料汽车的普及,推动氢能产业的发展,基于氢燃料汽车对氢气的需求,研究氢能供应链网络规划设计具有重要意义。本文基于氢燃料汽车从引入-成长-成熟过程中产生的氢气需求,构建了氢燃料汽车的氢能供应链网络规划模型,制定了氢能供应链网络布局方案。本文的主要研究内容包括以下四点。首先,本文利用文献研究法对氢燃料汽车和氢能供应链的国内外研究现状进行梳理,界定了氢燃料汽车的氢能供应链结构框架,将氢能供应链分为生产环节、运输环节和储存环节,并对制氢技术、运氢方式、储氢方式进行介绍。其次,基于广义巴斯扩散模型,构建了氢燃料汽车市场扩散的系统动力学模型,通过仿真模型计算出氢燃料汽车市场渗透率,并根据市场渗透率、人口密度和区域面积对氢燃料汽车的多期氢气需求量进行评估。然后,通过分析氢能供应链生产环节、运输环节和存储环节的成本构成,构建了以氢能供应链总成本最小化为目标的多期单目标氢能供应链网络规划模型,并以氢能供应链各环节组成的元素属性为基础确定了约束条件。最后,在氢燃料汽车对氢需求量和氢能供应链网络规划模型的基础上,对张家口地区的氢燃料汽车的氢能供应链提出合理的布局方案,并对氢能供应链各环节的成本进行分析,验证了模型的有效性,因此本研究中氢能供应链网络规划模型也可用于制定其他城市的氢能供应链网络规划。

关键词：氢燃料汽车广义巴斯模型氢能供应链网络规划模型

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考虑交通流量捕获的风-氢-电耦合网络规划

电力系统自动化 2021年第22期45卷 19-28页

作者：江岳文杨国铭朱振山福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350108

研究在风-氢-电耦合网络下的制氢加氢站(HPRS)与风电场的选址定容问题,以期实现HPRS与风电场的科学布局。首先,建立了包含氢气生产、压缩和储存并被注入氢燃料汽车的HPRS全流程模型,模拟现场电解水HPRS的氢气生产和消耗;其次,提出交通... 详细信息

研究在风-氢-电耦合网络下的制氢加氢站(HPRS)与风电场的选址定容问题,以期实现HPRS与风电场的科学布局。首先,建立了包含氢气生产、压缩和储存并被注入氢燃料汽车的HPRS全流程模型,模拟现场电解水HPRS的氢气生产和消耗;其次,提出交通网的加氢逻辑规则及网络扩展技术;最后,同时考虑交通网络约束、电力网络约束和设备运行约束,构建考虑交通流量捕获的风-氢-电耦合网络规划模型。以IEEE 33节点电力网络和25节点交通网络作为算例测试系统,研究结果验证了所提模型的有效性。

关键词：制氢加氢站耦合网络规划交通流量捕获氢燃料汽车风电场

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氢燃料电池汽车零部件及其防腐蚀技术

腐蚀与防护 2023年第7期44卷 75-80,85页

作者：高荣龙向可友曹瑞刘慧丛朱立群珠海市玛斯特五金塑胶制品有限公司珠海519175 中国空间技术研究院宇航物质保障事业部北京100094 北京航空航天大学材料学院北京100191

对氢燃料电池汽车系统、氢燃料电池零部件材料进行了论述,分析了在温度、湿度、电解质成分、pH、电势、氢压力等不同电池服役环境因素的影响下,电池堆零部件的腐蚀类型;梳理了电池部件常用的耐腐蚀与功能涂镀层及相应的表面处理工艺;分... 详细信息

对氢燃料电池汽车系统、氢燃料电池零部件材料进行了论述,分析了在温度、湿度、电解质成分、pH、电势、氢压力等不同电池服役环境因素的影响下,电池堆零部件的腐蚀类型;梳理了电池部件常用的耐腐蚀与功能涂镀层及相应的表面处理工艺;分析并提出了在氢燃料电池汽车发展中,电池堆关键组件以及材料的表面防腐蚀技术的重点研究方向。

关键词：氢燃料汽车电池堆系统零部件与材料防腐蚀技术

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氢燃料车载膨胀机叶尖间隙对性能的影响

排灌机械工程学报 2023年

作者：李忠键杜鹏周山邓磊何爱杰中国航发四川燃气涡轮研究院南京航空航天大学能源与动力学院

为了降低氢燃料电池汽车供气系统的功耗，开展膨胀机叶尖间隙对气动性能的影响研究，通过建立某款膨胀机单通道流体域精确分析模型，对不同的前缘和尾缘叶尖间隙，计算膨胀机的落压比和效率，并针对流道内流动情况进行分析。研究结果表... 详细信息

为了降低氢燃料电池汽车供气系统的功耗，开展膨胀机叶尖间隙对气动性能的影响研究，通过建立某款膨胀机单通道流体域精确分析模型，对不同的前缘和尾缘叶尖间隙，计算膨胀机的落压比和效率，并针对流道内流动情况进行分析。研究结果表明：膨胀机叶轮的前缘叶尖间隙对其性能的影响更大，增大前缘叶尖间隙，流场中会形成更大的湍流区，这是因为增大前缘叶尖间隙，会增加内流场中的叶尖泄漏流，造成更大的流动损失，影响膨胀机的做功能力；仅增大尾缘叶尖间隙对膨胀机性能的影响不大，尤其将尾缘叶尖间隙从0.6mm增大至0.8mm，其在设计转速下的出口湍动能仅增大5.7%，若尾缘间隙从0.6mm增大至1.0mm，叶轮效率只降低0.5%左右，所以在结构设计和生产装配过程中，应首先保证前缘叶尖间隙的精度要求，同时适当增大尾缘叶尖间隙，膨胀机性能的衰减幅度是可被接受的。研究的思路和结果，可为类似氢燃料电池车载高速向心式膨胀机设计提供参考。

关键词：膨胀机氢燃料汽车前缘叶尖间隙尾缘叶尖间隙气动性能

考虑新能源汽车的住宅综合能源系统多目标优化配置研究

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热力发电 2023年第12期52卷 38-48页

作者：张晓烽战钰刘玉婷赵廷波傅昂何栩长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

为满足建筑及电动汽车、氢燃料汽车多元负荷需求,构建了太阳能、地热能与天然气互补的区域综合能源系统,利用储氢罐及蓄热罐等储能设备对系统进行灵活性调节,在满足用能需求的基础上实现低碳经济运行。以住宅小区为例,考虑新能源汽车工... 详细信息

为满足建筑及电动汽车、氢燃料汽车多元负荷需求,构建了太阳能、地热能与天然气互补的区域综合能源系统,利用储氢罐及蓄热罐等储能设备对系统进行灵活性调节,在满足用能需求的基础上实现低碳经济运行。以住宅小区为例,考虑新能源汽车工作日与周末出行行为差异及出行频率随季节变化特点,模拟获取住宅与新能源汽车的整体负荷。以该系统一次能源节约率、二氧化碳减排率及年总成本节约率为优化目标,基于混合整数线性规划对系统进行容量配置优化,并从经济、能源、环境等方面对系统性能进行多维度评价。结果表明,优化后系统的一次能源节约率为42.95%,二氧化碳减排率为55.89%,年总成本节约率为50.82%,系统总投资收益为49.18%,本系统中电网输入电量仅占总电力负荷的16.93%。本研究为基于住宅建筑/新能源汽车耦合负荷的新型供能系统集成提供了重要理论依据,有助于进一步推动综合能源系统在建筑和交通领域的集成应用。

关键词：综合能源系统多目标优化混合整数线性规划电动汽车氢燃料汽车

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氢燃料汽车捆绑租赁商业模式的经济性分析

南京工程学院学报（社会科学版） 2022年第2期22卷 68-77页

作者：朱振涛张俊蕾南京工程学院经济与管理学院江苏南京211167

Nikola公司于2020年4月提出了“固定路线+配套加氢站”的全生态解决方案,并得到了美国市场的积极响应,但直至今日Nikola公司的项目并未落地,公司的创始人的离职更让投资者疑虑重重。氢燃料汽车的捆绑租赁商业模式在中国是否具有经济可... 详细信息

Nikola公司于2020年4月提出了“固定路线+配套加氢站”的全生态解决方案,并得到了美国市场的积极响应,但直至今日Nikola公司的项目并未落地,公司的创始人的离职更让投资者疑虑重重。氢燃料汽车的捆绑租赁商业模式在中国是否具有经济可行性问题值得深入研究。首先根据商业模式理论针对中国的氢燃料汽车的产业现状对其捆绑租赁的商业模式的目标客户、服务内容、主要业务流程、盈利模式进行设计,然后通过情景假设,以外部政策变化因素“是否享受政府补贴”和企业决策因素“及是否自建加氢站”这两个因素的组合对氢燃料汽车捆绑租赁商业模式在多种情景下的经济可行性进行分析研究。结果表明,当企业享有政府补贴时,氢燃料汽车的捆绑租赁商业模式理论上在国内具有可行性。当用户租车数较少时,租赁企业采用与第三方加氢站合作盈利可能性较大,当用户租车数超过特定阈值后自建加氢站的盈利空间更大。在没有政府补贴的情况下,租赁企业无法实现盈利。因此,在当前阶段,政府在氢燃料电池汽车产业发展中仍然要发挥关键的主导作用,使用包括政府补贴在内的工具激励民营企业投资该产业,通过技术创新和风险控制推动产业高质量发展。

关键词：新能源经济氢燃料汽车捆绑租赁商业模式场景分析

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氢燃料汽车:曲折路途需协力走过 012

氢燃料汽车:曲折路途需协力走过

新能源汽车报

作者：温昕

凭借零污染、能量高的特性,氢能被认为是实现交通运输领域脱碳减排的重要能源。因此,氢燃料电池汽车及其配套技术也被纳入我国新能源汽车的“三纵三横”体系,重点进行发展。 2022年年初,全球规模最大的一次氢燃料电池汽车示范应用在北... 详细信息

凭借零污染、能量高的特性,氢能被认为是实现交通运输领域脱碳减排的重要能源。因此,氢燃料电池汽车及其配套技术也被纳入我国新能源汽车的“三纵三横”体系,重点进行发展。 2022年年初,全球规模最大的一次氢燃料电池汽车示范应用在北京冬奥会上拉开帷幕,过千辆氢燃料电池汽车

关键词：氢燃料电池汽车北京市氢燃料汽车加氢站

来源： cnki报纸评论

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氢燃料汽车开启“绿色冬奥”之旅 001

氢燃料汽车开启“绿色冬奥”之旅

基于生物质的冷热电氢多联产系统集成与运行优化研究

中国电子报

作者：张依依

“快来看，这辆车排气管中排出的尾气竟然是水蒸气！”顺着众人惊讶的目光一路探去，一辆外形精致的氢燃料大客车正安静停靠在路边，只见后部的尾气管光亮如新，丝毫没有被一氧化碳等尾气污染物熏黑的痕迹。绿色办奥是北京冬奥会四大... 详细信息

“快来看，这辆车排气管中排出的尾气竟然是水蒸气！”顺着众人惊讶的目光一路探去，一辆外形精致的氢燃料大客车正安静停靠在路边，只见后部的尾气管光亮如新，丝毫没有被一氧化碳等尾气污染物熏黑的痕迹。绿色办奥是北京冬奥会四大办奥理念之首，也是北京冬奥会向国际社?

关键词：氢燃料汽车《中国电子报》刘继红张家口体育赛事氢燃料电池大客车

来源： cnki报纸评论

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基于生物质的冷热电氢多联产系统集成与运行优化研究

作者：颜仁仕长沙理工大学

学位级别：硕士

建筑和交通领域的多样化能源需求增长越来越受到人们的关注,特别是大规模氢燃料汽车接入导致建筑负荷出现波动,传统的建筑供能系统集成方法已无法适应建筑-氢燃料汽车多元化用能场景。同时,用能需求增长导致能源消耗大幅度增加,随之带... 详细信息

建筑和交通领域的多样化能源需求增长越来越受到人们的关注,特别是大规模氢燃料汽车接入导致建筑负荷出现波动,传统的建筑供能系统集成方法已无法适应建筑-氢燃料汽车多元化用能场景。同时,用能需求增长导致能源消耗大幅度增加,随之带来的环境污染和能源短缺问题迫使发展高效的可再生能源利用技术成为重要研究领域。因此,通过挖掘可再生能源系统供能特点与建筑-氢燃料汽车用能需求之间的关联特性对实现能源高效清洁利用和提高综合能源效率,从而促进我国实现碳中和目标具有重要意义。本文以基于生物质的冷、热、电、氢多联产系统为研究对象,以系统能源、环境和经济性能优化为研究目标开展系统集成与运行优化研究。主要内容如下:(1)考虑建筑和氢燃料汽车多元化用能需求,提出基于生物质的冷、热、电和氢多联产系统,并构建多联产系统和参比系统的数学模型。基于多元化用能需求特点和系统结构,提出两种新型运行策略(以氢/电定热和以热定氢/电),并选取一次能源节约率、二氧化碳减排率和年总成本节约率构建多目标评价模型。(2)基于氢燃料汽车工作日和非工作日用氢差异及季节性用氢变化特点,构建氢燃料汽车全年逐时氢负荷曲线,采用DeST完成建筑全年逐时冷、热、电负荷模拟。运用多种群遗传算法,以原动机容量、地源热泵输出冷/热量占总冷/热负荷的比例和决定原动机是否开启的关键参数为优化变量,从能源、经济和环境方面对系统性能开展综合评估。比较分析耦合系统在不同运行策略下的运行性能,并结合关键影响因素进行敏感性分析。

关键词：氢燃料汽车分布式能源系统多元储能多目标优化生物质地源热泵