不同储运方式下氢能全过程利用的综合评价

梁海峰; 冉明皓; 师凯凯; 陈晓奇; 谭蕾; 杨鹏伟

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1084

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不同储运方式下氢能全过程利用的综合评价

更新时间：2025-12-17

- 不同储运方式下氢能全过程利用的综合评价
- Issue 10, Pages: 180-188(2025)
- 作者机构：
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- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1084
  CLC： M614
- Published Online：31 October 2025，
  
  Published：31 October 2025
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梁海峰, 冉明皓, 师凯凯, et al. 不同储运方式下氢能全过程利用的综合评价[J]. 2025, (10): 180-188.
DOI：

梁海峰, 冉明皓, 师凯凯, et al. 不同储运方式下氢能全过程利用的综合评价[J]. 2025, (10): 180-188. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1084.

摘要

该文构建了新能源发电制氢、氢能储存运输及氢燃料电池发电的全过程氢能利用模型

并针对氢能“制-储-输-用”全链条

提出一种基于层次分析法、熵权法与TOPSIS法的多维度综合评价体系。该体系从经济性、节能环保性及技术可行性3个维度设立多项评价指标

分析不同氢能需求场景下的最优储运方案。通过具体算例验证了所建模型的有效性

并运用评价体系对不同运输距离下的氢能储运方式进行了综合排序。结果表明

所提方法能够为氢能系统的规划与决策提供理论依据

对促进氢能在新型电力系统中的利用具有一定的参考价值。

Abstract

This paper constructed a full-process hydrogen utilization model that encompasses hydrogen production from renewable energy generation

hydrogen storage and transportation

and power generation using hydrogen fuel cells. Aimed at the entire hydrogen chain of “production-storage-transportation-utilization”

a multi-dimensional comprehensive evaluation system was proposed based on the analytic hierarchy process

entropy weight method

and TOPSIS. This system established multiple evaluation metrics from three dimensions: economy

energy conservation

environmental protection

and technology

to analyze the optimal storage and transportation scheme under different hydrogen demand scenarios. The effectiveness of the constructed model was verified through a specific case study

and the evaluation system was applied to comprehensively rank hydrogen storage and transportation options under various transportation distances. The results demonstrate that the proposed method can provide a theoretical basis for the planning and decision-making of hydrogen energy systems

offering valuable insights for promoting the integration of hydrogen energy into new-type power systems.

关键词

Keywords

references

潘光胜, 顾钟凡, 罗恩博, 等. 新型电力系统背景下的电制氢技术分析与展望[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(10): 1-13.

CARMO M, FRITZ D L, MERGEL J, et al.A comprehensive review on PEM water electrolysis[J]. International journal of hydrogen energy, 2013, 38(12): 4901-4934.

张彦, 陶毅刚, 张韬, 等. 氢能与电力系统融合发展研究[J]. 中外能源, 2021, 26(9): 19-28.

李亮荣, 彭建, 付兵, 等. 碳中和愿景下绿色制氢技术发展趋势及应用前景分析[J]. 太阳能学报, 2022, 43(6): 508-520.

孔令国. 风光氢综合能源系统优化配置与协调控制策略研究[D]. 北京: 华北电力大学(北京), 2017.

WANG Y, RUIZ DIAZ D F, CHEN K S, et al. Materials, technological status, and fundamentals of PEM fuel cells: a review[J]. Materials today, 2020, 32: 178-203.

李建. 燃料电池发电系统全过程模型的研究[D]. 保定:华北电力大学, 2013.

李志伟, 赵雨泽, 吴培. 碳交易机制下绿氢蓝氢协调优化对综合能源系统的影响评估[J]. 太阳能学报, 2024, 45(10): 37-47.

熊宇峰, 陈来军, 郑天文, 等. 考虑电热气耦合特性的低碳园区综合能源系统氢储能优化配置[J]. 电力自动化设备, 2021, 41(9): 31-38.

马晓伟, 王文倬, 薛晨, 等. 西北新型电力系统先行示范体系探究[J]. 电网与清洁能源, 2024, 40(1): 1-7.

[J]. International journal of hydrogen energy, 2020, 45(15): 8742-8749.

殷卓成, 杨高, 刘怀, 等. 氢能储运关键技术研究现状及前景分析[J]. 现代化工, 2021, 41(11): 53-57.

曹军文, 覃祥富, 耿嘎, 等. 氢气储运技术的发展现状与展望[J]. 石油学报(石油加工), 2021, 37(6): 1461-1478.

王鑫, 陈叔平, 朱鸣. 液氢储运技术发展现状与展望[J]. 太阳能学报, 2024, 45(1): 500-514.

周红玉. 基于ANP-TOPSIS的氢能储运技术可持续性评价研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2023.

闫喻婷. 氢气储运方式的经济性对比研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2023.

郜捷, 宋洁, 王剑晓, 等. 支撑中国能源安全的电氢耦合系统形态与关键技术[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(19): 1-15.

KHAN M J, IQBAL M T.Dynamic modeling and simulation of a small wind-fuel cell hybrid energy system[J]. Renewable energy, 2005, 30(3): 421-439.

HU D H, WANG Y T, LI J W, et al.Investigation of optimal operating temperature for the PEMFC and its tracking control for energy saving in vehicle applications[J]. Energy conversion and management, 2021, 249: 114842.

PAN M Z, LI C, LIAO J Y, et al.Design and modeling of PEM fuel cell based on different flow fields[J]. Energy, 2020, 207: 118331.

杨顺风, 朱星光, 徐翥. 基于Matlab/Simulink的PEMFC建模与非线性控制[J]. 电源技术, 2014, 38(7): 1251-1254, 1305.

李建林, 胡笳扬, 辛迪熙, 等. 基于参数自调节的电氢耦合系统调频控制策略研究[J]. 高压电器, 2024, 60(7): 1-11.

胡利华. 燃料电池发电系统应用分析[D]. 重庆: 重庆大学, 2005.

任静影, 章桐, 胡潇. 面向仿真的质子交换膜燃料电池经验模型研究综述[J]. 机电一体化, 2022, 28(1): 3-14.

LI J R, LIN J, SONG Y H.Capacity optimization of hydrogen buffer tanks in renewable power to ammonia (P2A) system[C]//2020 IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM). Montreal, QC, Canada, 2020: 1-5.

王士博, 孔令国, 蔡国伟, 等. 电力系统氢储能关键应用技术现状、挑战及展望[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(17): 6660-6681.

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