燃料电池汽车氢能系统评价及北京案例分析

【摘要】： 氢能系统是一种极具潜力的未来的能源系统，氢能技术与氢能系统应用的发展迫切需要开展与氢能系统评价相关的研究。燃料电池汽车的出现为氢能应用于交通领域提供了技术平台，论文针对这种具体的氢能系统进行了全面的评价。 论文首先从宏观角度分析我国应该采取的燃料电池汽车氢能系统发展战略；然后从微观角度运用生命周期评价方法对一个假想的，却极有可能在未来实施的燃料电池汽车氢能系统案例的所有可行方案从能源、环境和经济三方面进行评价，选出最优方案并讨论改进方向；最后对燃料电池汽车氢能系统的安全性进行评价并总结现有工作中存在的问题，展望氢能系统评价的发展方向。 论文的主要结论是：⑴对于不同时间段和地域，结合其不同的能源结构、技术经济、资源和污染等情况，我国应该制定不同的燃料电池汽车氢能系统方案。这一工作应在燃料电池汽车氢能系统发展时空矩阵的指导下有计划、有步骤地完成；⑵燃料电池汽车在我国最早实现商业化的时间是2008年（奥运会），地点是北京，车型是燃料电池公共汽车。针对这一案例，综合考虑燃料电池汽车氢能系统“从井口到车轮”全生命周期的能源利用效率、环境影响和经济性指标，最佳的方案是：在集中制氢厂采用天然气蒸汽重整制氢，用汽车将装有氢气的高压气瓶输运到氢气加注站，加注给以氢气为燃料的燃料电池公共汽车。 论文包括宏观和微观两个层次，贯穿全生命周期的思想，兼顾能源、环境、经济和安全性四个方面，首次在国内建立了完整的燃料电池汽车氢能系统评价体系，推动了氢能系统评价工作在我国的深入进行，并为我国发展燃料电池汽车提供了有价值的参考。 【关键词】：氢能系统 燃料电池汽车 生命周期评价
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：U473
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract（英文摘要）6-8
• 目录8-10
• 第一章 引言10-16
• 1．1 课题目的和意义10-11
• 1．2 国际国内研究状况和进展11-15
• 1．2．1 美国的氢能研究12-14
• 1．2．2 我国的氢能研究14-15
• 1．3 论文各部分的主要内容15-16
• 第二章 我国燃料电池汽车氢能系统的发展战略16-24
• 2．1 我国燃料电池汽车氢能系统发展的时空矩阵16-19
• 2．2 燃料电池汽车氢能系统在我国的前景19-24
• 2．2．1 煤炭资源19-20
• 2．2．2 天然气资源20-21
• 2．2．3 石油资源21
• 2．2．4 水能资源21-22
• 2．2．5 可再生资源22-24
• 第三章 燃料电池汽车氢能系统北京案例分析24-103
• 3．1 生命周期评价（LCA）24-27
• 3．1．1 概念和方法24-25
• 3．1．2 技术框架25-26
• 3．1．3 生命周期评价方法的推广26-27
• 3．2 北京案例分析27-103
• 3．2．1 案例选择27
• 3．2．2 方案设计27-28
• 3．2．3 目标定义28
• 3．2．4 范围界定28-32
• 3．2．5 清单分析方法32
• 3．2．6 清单建立过程32-71
• 3．2．7 影响评价71-89
• 3．2．8 改善评价89-100
• 3．2．9 主要结论100-103
• 第四章 氢能和燃料电池汽车氢能系统的安全性103-114
• 4．1 氢能的安全性103-110
• 4．1．1 泄漏性103-105
• 4．1．2 氢脆105
• 4．1．3 扩散性105-106
• 4．1．4 可燃性106-108
• 4．1．5 爆炸性108-110
• 4．2 燃料电池汽车氢能系统的安全性110-114
• 4．2．1 可能发生的安全问题110-112
• 4．2．2 燃料电池汽车氢能系统的相对安全性112-114
• 第五章 问题和展望114-116
• 5．1 现有工作的主要问题114
• 5．2 氢能系统评价的发展方向114-116
• 结论116-117
• 参考文献117-120
• 致谢、声明120-121
• 附录 北京案例11种方案的工况、设备、物耗、能耗、污染物排放和成本清单121-147
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文147-148

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