燃料电池电动机车经济可行性分析

论文摘要

随着低碳经济时代的到来,日新月异的科学技术正在不断的为新能源技术注入新鲜的血液。质子交换膜燃料电池动力系统是一种极具潜力的新能源技术。为了推动燃料电池动力系统在铁路行业的应用,项目小组启动了燃料电池电动机车的研发工作。燃料电池电动机车是一种以氢燃料电池为动力的机车。由于燃料电池造价昂贵,其基本燃料氢能源也属于二次能源。因此,在研发燃料电池电动机车的同时需要评价燃料电池电动机车的经济可行性。本文提出了燃料电池电动机车的经济模型,将影响其经济性能的因素分解为一次不可再生能源成本、氢能产量、质子交换膜燃料电池成本、世界范围内能源消耗量、世界范围内温室气体排放量和氢能源基础设施建设六个维度,且对每一个维度进行定义,然后通过调研,数据整合,数据分析,建模,编程仿真等研究方法,对每一个维度的定义进行了详细的分析和求证。通过分析和求证,在每个维度下现阶段进行燃料电池电动机车的研发工作都具备经济性和可行性。因此,研发燃料电池电动机车具备经济可行性。本文包括调研分析和建模仿真两个层次,兼顾能源、环境、经济三大维度,并基于国内首次研发的燃料电池电动机车提出经济性能分析方法和分析结果,为课题组的研发工作提供了有价值的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 质子交换膜燃料电池
• 1.2.1 燃料电池简介
• 1.2.2 质子交换膜燃料电池（PEMFC）
• 1.3 国内外现状分析
• 1.3.1 燃料电池传动技术的发展情况
• 1.3.2 我国新能源汽车的发展情况
• 1.3.3 基于燃料电池技术的机车发展概况
• 1.3.4 经济性研究工作的发展情况
• 1.4 本文的研究方法
• 1.4.1 本文基于的定义
• 1.4.2 本文的调研范围说明
• 1.4.3 调研及结果分析的相关说明
• 1.4.4 经验曲线
• 1.5 本文的主要工作及论文的安排
• 第2章 能源现状调研及结果分析
• 2.1 一次能源的调研及结果分析情况
• 2.1.1 原油
• 2.1.2 天然气
• 2.1.3 煤炭
• 2.2 多国能源消费调研及结果分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 氢能基础设施建设调研及结果分析
• 3.1 基本情况调研
• 3.2 基础设施调研及结果分析结果
• 3.2.1 全球运营中氢气站调研分析
• 3.2.2 氢能生产状况调研结果
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于经验曲线的燃料电池经济性分析
• 4.1 基于动力系统的燃料电池堆的经济模型
• 4.2 基于动力系统的燃料电池的成本削减预测
• 4.2.1 基于电动机车的燃料电池的成本架构
• 4.2.3 成本底线
• 4.3 经验曲线仿真
• 4.3.1 起始数据
• 4.3.2 学习效应
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 进一步工作展望
• 5.3 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研项目