基于GIS-LCA的质子交换膜氢燃料电池碳排放评价
张增刚1
张玉坤1
张根宁1
梅琪2
杜浩3
付天赐1
杜艳秋1
闫敏1
1.山东建筑大学 热能工程学院,山东 济南 2501012.济南城投设计有限公司,山东 济南 2501013.山东和光智慧能源科技有限公司,山东 济南 250101
摘要：为科学评估"双碳"目标下中国氢燃料电池产业的碳排放绩效,突破现有研究对国外数据库依赖性强、缺乏空间异质性考量的局限,研究基于GIS-LCA平台构建了整合地理信息系统与生命周期评价的质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)本土化碳排放评价模型,系统核算了PEMFC从原材料生产、运输、组装、使用到报废回收 5 个阶段的碳排放量,并对比了氢源分别来自于煤气化制氢、甲烷重整制氢、工业副产品提纯制氢及绿电-电解水制氢 4 种不同制氢路径下的PEMFC全生命周期碳足迹.以额定功率 80 kW为功能单位进行计算,结果表明:该燃料电池系统在基础阶段(除使用阶段外的其余 4 个阶段)的碳排放为 1 198.57 kg CO2-eq,其中原材料生产阶段贡献达 66.26%.铂的生产是此阶段最大的碳排放源,其碳排放量占基础阶段碳排放的 30.73%.当考虑不同氢源的间接碳排放时,使用阶段成为总碳排放的主导环节,燃料电池用氢来源于煤气化制氢方式时的PEMFC全生命周期碳排放最高,为 28 698 kg CO2-eq,其次为甲烷重整制氢方式,全生命周期碳排放为 14 948 kg CO2-eq,当氢气来源于绿电-电解水制氢方式时,全生命周期碳排放最低,为 4 848 kg CO2-eq,仅占煤气化制氢方式下总碳排放的 16.9%.
关键词：氢燃料电池生命周期评价(LCA)碳排放地理信息系统(GIS)制氢路径
分类号：TK91(氢能及其利用)
资助基金：山东省住房城乡建设科技计划资助项目(2025KYKF-LSDT113)山东省自然科学基金资助项目(ZR2025QC618)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-17（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 162-169 )
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