[1] P. Denholm,《可再生能源》130(2019 年)388-399 [2] MR Shaner、SJ Davis、NS Lewis、K. Calderia。“地球物理对美国太阳能和风能可靠性的限制。”《能源与环境科学》11(2018 年)914-925 [3] B. Pierpont。“注意存储缺口:我们需要多少灵活性来实现高可再生能源电网?”Green Tech Media,2017 年 6 月。 [4] B. Pierpont、D. Nelson、A. Goggins、D. Posner。“灵活性:通往低碳、低成本电网的道路。”《气候政策倡议》,2017 年 4 月。 [5] 氢能委员会,2020 年。“通往氢能竞争力的道路:成本视角。”
氢是一种能量载体(或载体),而不是类似于电力的能源。作为能源载体,它可以从许多不同的来源产生,从而实现零发射能供应链。在环境温度和压力下,氢是一种无色,无味的气体和最轻的气体。它具有任何燃料的质量最大的能量密度(〜120MJ/kg低加热值,142 MJ/kg高加热值)。它具有低容量的能量密度,需要压缩或液化才能使储存密度可用于车辆应用实用范围。其他存储选项当前处于研发阶段,例如具有高压等级(10,000 psi)的轻质复合罐,用于压缩氢,改善了用于液体氢的绝缘压力容器。1图1说明了较低的加热价值的各种燃料的体积和重量能密度。一加仑柴油的能量含量约为145MJ,
•早在2018年7月,丰田就开始公开讨论其下一阶段FCEV部署的计划,其中包括新设计的Mirai,并分阶段介绍了包括SUV,皮卡车和商用卡车在内的广泛模型[1]。该计划的第一步现在已经开始,随着丰田以完全清新的设计推出了2021 Mirai。新型号采用了更具运动的美学,并基于丰田的高级后轮驱动轿跑车平台。预计它的范围将比其前身和更强大,引人入胜且更安静的驾驶体验大30%。新型号还将有五个座位的空间,比当前版本的四个座位容量增加(包括驾驶员和其他乘客)[2]。•本田已在2020年型号的年度更新其清晰度燃料电池。除了新的化妆品功能和改进的行人意识系统外,新模型还以改善寒冷天气条件的性能而着称,这可能对北加州的FCEV司机特别有用[3]。•汽车制造商BMW还揭示了FCEV动力总成的细节,该详细信息预计将纳入其未来的Ihydrdogen下一辆汽车,预计最早将在这十年的下半年提供。宝马报告说,燃料电池系统将产生高达125kW(相当于170hp),总系统功率为275kW(374HP),由燃料电池和峰值电池电池提供。车辆还将在基于X5的车辆上携带6公斤氢[4]。扭矩。市场进入2022年。•尼古拉汽车公司(Nikola Motor Company)最近正在开发燃料电池和电池供电的重型车辆,他还宣布即将进入轻型车辆市场。该公司宣布,在2020年,它将推出该市场首款燃料电池供电的皮卡车(Badger)的尼古拉badge(Nikola Badger)。由于规格为906hp和980 ft.lbs,公告的时间为0-60 mph加速度为2.9秒。the预计将具有估计的600英里范围,FCEV版本将能够在混合FCEV/BEV或仅BEV的模式下操作;仅BEV模式提供300英里的范围。该公司预计将在2020年9月推出该车辆,并开始进行有限的预订[5]。•汽车组件制造商Bosch宣布,它通过与PowerCell建立合作开发协议进入FCEV市场,该协议已经活跃于燃料电池堆栈开发和制造领域。合作伙伴关系将共同开发燃料电池堆,该技术将用于汽车市场的许可证。Bosch预见到2030年燃料电池提供动力的高达20%的电气化车辆市场[6]。•现代汽车利用韩国流行乐队BTS的国际明星力量作为品牌赞助商的燃料电池供电Nexo。一项名为“因为您”的营销活动以七个乐队成员的视频录制为特色,并在可持续的未来中发表了有关氢的作用的个人信息。乐队还在Nexo车辆中获得了2020年格莱美颁奖典礼[7] [8] [9]。该活动在现代和乐队的社交媒体帐户和纽约时代广场上首次亮相(BTS在世界各地都很受欢迎,其中包括在美国,他们是有史以来第一个赢得2019年Billboard Music Awards奖杯的K-Pop集团。•毕马威(KPMG)的最新版全球汽车执行措施对汽车市场的新兴趋势调查继续非常重视FCEV。在过去的五年中,FCEV在前五名的五个主要趋势中排名,去年排名第一,保持
世界各地有许多车辆使用替代燃料,即不同于汽油和柴油等典型碳氢化合物的燃料。替代车辆包括燃烧天然气和丙烷的车辆,以及使用电池或氢气作为能量储存的电力驱动车辆。由于替代燃料车辆的数量预计将大幅增加,因此有必要根据与特定交通基础设施(如桥梁和隧道)相关的法规分析这些新技术所涉及的危险和风险。本报告重点介绍不同于传统燃料的氢燃料电池电动汽车所带来的危险。有许多关于隧道场景中氢危害的科学研究和分析出版物;然而,对于隧道所有者和隧道管辖当局来说,汇总数据以得出结论可能是一个困难的过程。本报告总结了现有文献,这些文献描述了氢燃料电池电动汽车所带来的危险,包括轻型、中型和重型以及公共汽车。总结了描述最坏情况和可信情景的研究以及基于风险的分析。确定研究中的差距将指导未来的研究工作,对危险进行完整的分析,并为在隧道中安全使用氢燃料电池电动汽车提供建议。
13. 报告类型和涵盖期最终报告(2018 年 12 月 - 2020 年 2 月) 14. 赞助机构代码 USDOT OST-R 15. 补充说明 DOI:https://doi.org/10.7922/G2H993FJ 16. 摘要本研究的目的是预测电池电动和燃料电池技术在中型和重型汽车市场的引入,并确定哪些市场最适合每种技术以及哪些因素(技术、经济、运营)对其成功引入最为关键。使用可再生能源发电和生产氢气是分析的关键考虑因素。详细回顾了电池电动和氢/燃料电池技术的现状,并预测了这些技术的未来。基于对各种电动汽车的详细模拟,描述了各种类型的公共汽车和卡车的设计和性能。使用 EXCEL 电子表格计算每种公交车/卡车类型的总拥有成本 (TCO),并预测 2020-2040 年的市场前景。结论是,在任何电动汽车与相应的柴油汽车具有成本竞争力之前,电池的单位成本必须达到 80-100 美元/千瓦时,燃料电池系统的单位成本必须达到 80-100 美元/千瓦。如果使用电池可以满足车辆的行驶里程要求(英里),那么电池电动公交车和卡车的长期经济效益看起来比燃料电池/氢动力方案更有利。这主要是因为使用电力的能源运营成本(美元/英里)明显低于氢动力。17. 关键词 电池电动汽车、燃料电池汽车、卡车、公交车、可持续燃料、氢气储存和生产
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利用太阳能电池捕获太阳光线并将其转化为电能很容易,但储存起来以备太阳下山后使用又是另一回事。太阳能可以以氢的形式储存起来,因此我们通过电解水来制造氢。每个水分子中有两个氢原子和一个氧原子。氢占水重量的 11%。将水分解成氢气 (H 2 ) 和氧气 (O 2 ) 需要 1.23 伏的理论电势,然而由于过渡电阻的存在,实际需要稍高的电压。因此,电解槽是一种将电能注入水以将其分解的装置。不同类型的电解槽通常通过其电解质和/或电极的类型来区分。