通过氢推进实现航空脱碳：技术性能目标与能源系统影响
计算工程、金融与科学
2023-09-27 v1 最优化与控制
摘要
航空业难以脱碳，因为飞机需要单位重量下的高功率与高能量。液氢因其高 gravimetric 能量密度、最小变暖影响及低碳生产潜力而是一种有趣的解决方案。我们量化了用于实现氢动力支线航空的燃料电池系统与机载储氢的性能目标。随后，我们在深度脱碳情景下探讨了欧洲背景下满足该额外 H2 需求对能源基础设施的影响。我们发现，若能达到 2 kW/kg 的燃料电池系统比功率与 50% 的储罐 gravimetric 指数，则驱动航程达 1000 nmi 的支线航空所需的有效载荷削减极小。能源系统分析凸显了利用多种技术选项的重要性：例如用于制氢的核能扩张与带 CCS 的天然气重整。低至 3.5 欧元/kg 的液氢平准化成本展示了欧洲实现具有成本竞争力生产的路径。
引用
@article{arxiv.2309.14629,
title = {Decarbonization of aviation via hydrogen propulsion: technology performance targets and energy system impacts},
author = {Anna Cybulsky and Florian Allroggen and Yang Shao-Horn and Dharik S. Mallapragada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.14629},
year = {2023}
}
备注
25 pages, 6 figures. (38 pages with SI, 7 SI figures)