氢燃料电池汽车不同制氢方案的全生命周期评价及情景模拟研究（双语出版）

氢燃料电池汽车作为新能源汽车领域未来的重要方向已成为行业共识，为评估氢燃料电池汽车不同制氢方案对资源、能源和环境的影响，构建氢燃料电池汽车燃料循环以及4种制氢方案的全生命周期评价数学模型，选取代表世界先进水平的丰田Mirai燃料电池汽车作为评价对象，应用GaBi软件的基础数据库对其进行全生命周期评价，同时对甲烷催化重整法、甲醇催化裂解法、电解水法和氨裂解法4种制氢方案的全生命周期能耗、排放进行量化计算。最后，以电力结构作为关键因素对当前最常用的电解水法进行情景模拟并与其他3种方案进行对比分析。评价计算结果表明：电解水法制氢的矿产资源消耗、化石能源消耗和环境影响均最高；甲醇催化裂解法制氢的矿产资源消耗和化石能源消耗均为最低，仅分别为电解水法的2%和3%；甲烷催化重整法制氢的环境影响最低，仅为电解水法的1.6%。情景模拟结果表明：电解水法的环境影响在煤电比例降低到41.6%的情况下仍然在4种制氢方案中最大，然而在水力单一清洁能源发电的极限情况下环境影响最小，但基于中国的资源禀赋，全面实现水力发电并不可行。因此，须从提升电解水法的能源利用效率、改进关键技术等方面有所突破才能使其成为未来大规模制氢的可行方案。     

制氢方法的评价及对氢燃料电池汽车推广的影响研究

氢燃料电池汽车（FCV）是未来交通运输的理想解决方案,由于其在使用过程中仅消耗氢气,寻找对资源、能源和环境影响最小的氢气来源,对交通运输行业的节能减排具有重要意义。分析和评估了4种不同的制氢方法,通过建立FCV燃料循环的全生命周期评估数学模型,并与GaBi软件的基础数据库相结合,实现对FCV的全生命周期评价。选择丰田MIRAI FCV作为实例对象,对所建立模型的有效性进行验证。基于建立的评价模型,对FCV生命周期的各个阶段进行评价,探讨不同制氢方法对资源、能源和环境的影响,研究中国电力结构和制氢效率改进对电解水制氢法的积极作用,分析了以不同清洁能源作为电力来源时对电解水制氢法的影响程度。在对中国的人口、能源分布情况和能源结构变化趋势进行分析后,结合建立的清洁能源电价预测数学模型,提出了短期内适合推广FCV的区域,明确了考虑环境成本时的各区域推荐的制氢方法或清洁能源发电类型,给出了考虑经济成本时的各区域在当前和未来30年内推荐的清洁能源发电类型。通过所建立的生命周期评价模型和清洁能源电价预测模型,确定当前阶段的最佳制氢方法,发现了中国当前电力结构存在的问题,明确未来中国各地区能源结构发展的方向。研究结果表明：只有以清洁能源发电作为电力来源时,电解水制氢法才是未来大规模制氢的理想方案,清洁能源使用优先级顺序为核能、水电、风能;人口密度小于150人·km^-2的地区（除中心城市外）未来一段时间内不应大面积推广FCV,推广的重点应该在中国的东南部地区。     

燃料电池汽车氢源

从直接储氢和间接制氢两方面来阐述燃料电池汽车氢源；重点介绍气态、液态、金属氢化物、纳米碳材料储氢方式以及硼氢化物制氢方式和甲醇或汽油催化重整制氢方式。     

智能网联汽车全生命周期节能减排绩效评价研究

为进一步研究不同级别智能网联汽车全生命周期节能减排绩效,基于生命周期评价方法(LCA),以某国产合资紧凑型纯电动乘用车为评价对象,搭建智能网联汽车生命周期评价模型,研究分析其全生命周期的矿产资源消耗、化石能源消耗及环境排放影响;进而基于不同级别智能网联汽车采用智能装备的差异,对L0~L5级别智能网联汽车全生命周期各阶段能源消耗和环境影响进行评估预测与对比分析。研究结果表明：在智能网联汽车全生命周期矿产资源消耗方面,原材料获取阶段占比最高;在化石能源消耗方面,运行使用阶段占比最高;在综合环境影响方面,受中国电力结构影响,运行使用阶段环境影响综合值最大;随着智能化程度的不断提高,智能网联汽车相邻级别间全生命周期化石能源消耗可降低3.5%~6.3%,GWP、AP、EP、POCP环境排放最高可分别降低约13.9%、13.3%、13.7%、11.7%,其中使用阶段环境排放降低程度最为明显;综上,通过进一步加强汽车轻量化研究,拓展新型材料在智能网联汽车领域的应用,合理优化我国电力结构布局,提升车辆自主决策水平,加快云平台与大数据等关键技术在智能网联汽车上的应用等途径,可有效提升智能网联汽车节能减排效果。     

可再生能源电力制氢发展潜力研究

随着燃料电池汽车商业化的应用与大规模的推广,大规模低碳、低成本的氢气是燃料电池汽车发展的关键因素.从可再生能源电力建设及运营现状、发展可再生能源制氢的制约因素、驱动因素等方面,对风电、光伏等可再生能源制氢发展潜力进行了全面描述和分析.未来风电、光伏等可再生能源电力电解水制氢是"绿氢"的主要供给渠道,在"3060"碳中和...     

LCA与汽车开发协同路径研究——以客车轻量化为例

为探究汽车生态协同设计,将生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)与汽车产品开发相结合,提出串行开发和并行开发两种协同路径。以12 m纯电动客车底架的轻量化开发为例,研究了串行开发方案下客车底架轻量化对我国资源、能源和环境的影响。结果表明,与原客车底架相比,结构优化后客车底架质量减轻52.5 kg,且经校验轻量化后客车底架的刚度、强度及固有动态特性均满足要求;对于全生命周期而言,轻量化后其矿产资源消耗减少0.4×10^-4kg Sb eq.,化石能源消耗减少0.7×10⁴MJ,综合环境影响值减少0.42×10-11,降低比例分别为3.81%、4.46%和4.56%。未来将在本研究的基础上进行并行开发方案的协同探索,并对研究结果进行比较分析。     

耦合不同车辆类型的城市道路交通全生命周期评价研究

城市道路交通是我国节能减碳重要领域,如何量化集成道路和车辆的城市道路交通的能源消耗和碳排放成为交通绿色发展的迫切需求。利用全生命周期评价方法,量化评价了城市道路交通原材料获取、施工制造、运行维护和报废拆除阶段的全生命周期化石能源消耗量ADP(f)和全球变暖潜值GWP (以CO₂当量计),讨论对比了基于传统燃油汽车(ICEV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、纯电动汽车(BEV)和燃料电池汽车(FCV)的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP,并对关键因素年均日通行量、FCV的技术进步和不同车型占比进行了敏感性分析。研究发现,基于ICEV的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP分别为3.26E+09 MJ和2.16E+08 kg。相比于ICEV,基于BEV的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP分别降低32.5%和36.1%。     

当氢作为新一代能源主角的时候（九）燃料电池的发展方向

在氢能社会到来的过程中，倒底何种能源是石油代用能源的主角，燃料电池作为最有力的动力源，其燃料是氢，在制氢方法方面，汽车界分为“汽油重整”与“甲醇重整”两大派，而通用与丰田在2001底特律国际车展上，力主“燃料电池用氢的主要途径是汽油重整”。本文就世界汽车大公司对此所持的观点作概要介绍。     

金属复合TiO_2一维材料光催化氨硼烷制氢研究进展及我国氢燃料电池汽车发展展望

随着全球化石燃料消耗量日益增加,发展新能源汽车已成为全球汽车产业共识,氢燃料电池汽车被认为是新能源汽车发展的最终解决方案。但是氢气具有易燃易爆、易扩散的特点,因此储氢技术是氢燃料发展面临的巨大挑战,以氨硼烷制氢技术为代表的固体吸附储氢方式能能够很好地解决以上难题。本文对一维复合TiO_2纳米结构在光催化氨硼烷制氢领域的研究现状以及未来前景进行了讨论。随着一维复合TiO_2的越来越广泛的应用和光催化制氢技术的产业化发展,未来氢燃料电池技术也将不断成熟,在新能源汽车领域的应用也将日益广泛。     

王连春:发展氢燃料汽车

正全国人大代表、江苏悦达集团党委书记、董事局主席王连春在2019年全国两会期间就我国氢燃料电池汽车产业发展提出建议。王连春认为,氢能是清洁、高效的二次能源载体,发展氢燃料电池汽车已成为各国新能源汽车未来发展的共同战略选择。在制氢技术方面,风电制氢被认为是最有前景的低碳解决方案。然而,我国目前氢能源基础设施建设,尤其是加氢站建设进展较为缓慢,制约了国内氢燃料电池汽车的发展步伐。王连春建议,将氢能上升为国家战略。建议国家做好顶层设计,统筹统一规划,制定相关标准和法规,促进氢能产业健康发展。     

不同类型氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析及预测研究

氢燃料电池汽车被认为是 21世纪具有潜力的新能源清洁动力汽车之一,影响其推广应用的最重要因素是高成本,开展全生命周期经济性分析至关重要。目前国内外学者对氢燃料电池汽车的生命周期成本评价研究主要集中于零部件成本、燃料价格等因素,而考虑国家及地方补贴政策、运维和报废成本以及不同运营里程、不同车型下经济性分析的较少。从用户的角度,通过对购置成本、运营成本、维护成本、回收残值、补能和抗寒影响以及国家和地方补贴等多种因素进行综合分析,建立全生命周期成本模型,针对乘用车、客车和卡车等不同车型,分场景开展经济性成本评价,将其与传统燃油汽车和纯电动汽车的经济性进行对比分析。面向未来,作出经济性预测,并提出一系列对策建议。     

汽车代用能源生命周期评估

文章介绍了汽车代用能源的种类及其生命周期评估的系统边界和评估指标，并分析了国外汽车代用能源生命周期评估的整体能源消耗、化石燃料消耗、石油消耗、温室气体排放物（CO2、CH4、N2O）和5种标准排放物（VOC、CO、NOX、PM10、SOX）的研究结果。     

不同动力电池新能源货运配送车辆节能减排绩效评价研究

为研究新能源货运车辆装配不同动力电池对节能减排的影响,选取某款新能源货运配送车辆为研究对象,利用GaBi软件建立了3种常用动力电池的整车生命周期评价模型,从原材料获取、生产制造、装配、运行使用、报废回收5个阶段进行节能减排差异分析,并对全球变暖潜值 （Global Warming Potential,GWP） 等环境影响类型进行归一化处理和量化计算处理。结果表明,分别装配3种电池整车的化石能源消耗以煤炭为主、环境排放以CO2为主;纯电动汽车的能源消耗、污染物排放集中在运行使用阶段;综合比较,装配了三元锂电池的整车,其全生命周期节能减排效果最佳,装配了锰酸锂电池的整车则表现最差。加大清洁能源的使用力度、减少用于电力生产的化石能源消耗、提高回收率等措施,可以显著减少污染物排放。     

基于结构轻量化的城市客车车身生命周期评价

为某12 m全承载混合动力城市客车建立车身有限元模型,通过强度、刚度、模态分析、结构轻量化和生命周期评价,分析车身结构优化对整车节能减排效果的影响。结果表明,与原车身骨架相比,结构优化后车身骨架质量减轻了52.5 kg,弯曲与极限扭转两种工况下均满足强度、刚度要求,且具有良好的固有振动特性。就全生命周期而言,轻量化后矿产资源消耗减少了0.4E04 kg Sb-eq.,化石能源消耗减少0.7E04 MJ,综合环境影响值减少0.42E11,减低率分别为3.81%、4.46%和4.56%。     

燃料电池汽车

最近，美国新泽西州伯利维尔市汽车公司称，其公司业已于去年底推出了一种燃料电池汽车，它将于今年六月期间在华盛顿、洛杉研和芝加哥等城市投入公交系统使用。这种汽车与一般汽车的一区别主要是携带一种燃料“重整装置”。如果利用液态甲醇作燃料，这个装置能够将其迅速转化为氢和二氧化碳，并可把氢输入磷酸燃料电池中，从而产生电能，以供驱动汽车。据称，不但是甲醇，其他诸如汽油、柴油、甲烷等，也都可以用于燃料电池汽车。但是，使用不同的燃料，排放物的数量差异相当之大。目前来看，甲醇燃料电池的排放物总量要比柴油车低90／。使…     

汽车产业视角下日本《氢能基本战略》的分析与启示

<正>氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。在能源危机的背景下,氢能在世界范围内受到广泛关注,各国也抓紧战略布局,如火如荼发展氢能产业,将氢能作为脱碳能源的重要组成部分和绿色经济复苏的新引擎。2017年,日本制定了《氢能基本战略》,并一直致力于推广以氢气为燃料的燃料电池汽车和氢气在火力发电中的应用,但是由于2017版氢能战略中对绿氢(电解水制氢,碳排放为零)和蓝氢(生产1 kg氢气CO₂排放小于5 kg)的规划和重视不够,     

面向碳中和的新能源汽车全生命周期评价研究综述及趋势展望

为应对能源安全和全球气候变暖问题,从全生命周期评价理论出发,系统梳理国内外生命周期评价方法研究现状,详细总结国内外纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车全生命周期评价研究进展,归纳我国新能源汽车生命周期评价现存问题,基于现存问题对新能源汽车清单数据精细化、研究对象多元化、评价模型动态化和评价体系标准化等生命周期评价方向进行前瞻性研究,为面向碳中和的汽车生命周期降低碳排放提供对策和建议。     

汽车“食谱”多元化

尽管汽油和柴油现在仍然是驱动汽车的主要能源,但是人们开发汽车新的能源的努力一直在继续。汽车的“食谱”也从汽油和柴油的二元世界过渡到包括氢燃料电池、电力、生物柴油、甲醇、乙醇、丙烷、天然气等各种新燃料的五彩世界。     

比电动车更环保：首届燃料电池汽车及氢能源利用产业博览会

随着政府的大力支持，以电动车为主的新能源汽车飞入了寻常百姓家。电动车固然环保，但对于废旧电池的处理并没有最环保的解决方案，所以从某种角度上来看，电动车仍旧存在一定的污染，而以氢能源为主的燃料电池汽车则从根本上解决了污染问题，因为从制氢到最后以水为主的排放物来说，燃料电池汽车对环境的污染几乎为零。     

氢能源汽车联盟成立

正近日,中国汽车工业协会上市公司委员会2016年第二次理事会审议通过了《中国氢能源汽车产业联盟设立策划书》,中国氢能源汽车产业联盟正式成立。产业联盟的成员主要来自氢燃料电池汽车上下游全产业链里的企业、专家、知名人士、资本市场专业投资人士等。氢燃料电池汽车相较纯电动汽车更具优势,氢燃料电池汽车利用氢的化学反应为汽车提供电能,动力更可持续,能效更高,续航里程更长;排放物只有水,实现了零碳排放,没有二次污染;加气时间也大大缩短;氢气密度较轻,一旦发生泄漏会向上竖状扩散,爆炸的可能性不大;而更具优势的是,氢气属于可再生资源,工业废气、风水发电等均可带