摘要:发展氢燃料电池客车(HFCC)是解决能源安全、空气污染等环境与社会挑战的理想方法之一。为量化研究HFCC的全生命周期环境效应,基于全生命周期评价(LCA)方法,构建了氢燃料电池客车全生命周期材料消耗、化石能源消耗、碳排放和污染物排放评价模型,并对关键影响因素进行了不确定性分析,确定了不同的燃料电池衰退情景、不同电力结构和不同氢能路径对环境的影响。结果表明,在原材料获取阶段,HFCC的材料资源消耗量所占比重最大。在运行使用阶段,化石能源消耗较大,碳排放和污染物排放占比高,其原因在于HFCC在其生命周期内对氢能的大量消耗,以及氢气制取过程中能耗的较高。通过光伏电解水制氢,其能耗和碳排放得到显著降低。在模拟燃料电池衰退场景下,当氢能消耗量上升13.9%时,基于光伏电解水的HFCC的全生命周期能耗增长了12.05%,碳排放增加了9.21%。基于光伏电解水制氢匹配管道运输方式可优化氢能路径提高环境效应,HFCC的生命周期能耗和碳排放最低。基于可再生能源制氢的HFCC展现出显著的节能减排潜力,结合管道运输方式可最大限度减少能耗和碳排放。
文章目录
1 材料与方法
1.1 评价对象
1.2 系统边界和功能单位
1.3 评价模型
1.4 清单分析
2 结果与分析
2.1 材料资源消耗评价结果
2.2 化石能源消耗评价结果
2.3 碳排放评价结果
2.4 污染物排放评价结果
2.5 不确定性分析
3 讨论
3.1 燃料电池衰退
3.2 电力结构
3.3 氢能路径
4 结论