孟加拉国背景下光伏/沼气/风能/氢能多联产能源系统促进绿色交通的技术经济分析

为应对孟加拉国交通领域化石燃料依赖导致的能源安全与碳排放问题，研究人员开展了光伏(PV)/沼气/风能/氢能多联产系统的技术经济分析。研究表明，PV/沼气混合供电的电动汽车(EV)方案成本最低(0.0141美元/公里)，而PV/沼气制氢站(HRFS)的CO2 排放仅1.83 g/km。该研究为发展中国家绿色交通转型提供了兼具经济性与环保性的解决方案。

　　

全球交通系统正面临向电动化与氢能化的转型浪潮，但发展中国家如孟加拉国却深陷能源困境——其交通领域97%依赖进口化石燃料，导致电网压力剧增，碳排放居高不下。这个人口密度高达1165人/平方公里的南亚国家，现有50万辆电动三轮车已造成峰值时段4660 MWh的电力缺口，而传统燃油车仍在持续加剧气候危机。面对2030年电动车渗透率30%的国家目标，如何构建经济可行的清洁能源供应体系成为关键挑战。

针对这一难题，由孟加拉国科学技术部资助的研究团队在《Renewable Energy Focus》发表了一项开创性研究。该团队创新性地设计了四种多联产能源模型：PV/沼气供电的电动汽车充电站(Model 1)、PV/沼气/风能供电的充电站(Model 2)、PV/沼气制氢站(Model 3)及PV/沼气/风能制氢站(Model 4)，首次在发展中国家背景下系统比较了电动车与氢燃料车的技术经济表现。

研究采用HOMER Pro软件进行系统优化模拟，结合敏感性分析评估电解槽价格与生物质气化率的影响。关键数据采集包括：550Wp单晶硅光伏组件(LONGi LR5-72HBD-550M)性能参数、家禽粪便沼气产率(0.047 m³
/kg)、5 kW风力涡轮机特性，以及质子交换膜(PEM)电解槽技术指标。经济性分析涵盖平准化能源成本(LCOE)、氢能成本(LCOH)等核心指标。

技术评估结果
光伏系统采用22°倾斜角时实现最大年发电量1,749 kWh/kWp，沼气系统通过家禽粪便厌氧消化达到17.5%电效率。风能资源受限于平均风速3.5 m/s的客观条件，贡献率相对有限。

经济性对比
Model 1展现出最优经济性，其供电成本仅0.0141美元/公里，远低于Model 3的氢能方案(13.4美元/kg)。敏感性分析显示PEM电解槽价格波动会使氢生产成本(LCOH_P
)在8.63-9.90美元间浮动。

环境效益
尽管经济性稍逊，Model 3/4的环保优势显著——CO₂
排放较柴油/汽油/压缩天然气(CNG)降低99.5%，每公里仅排放1.83克。生物质气化制氢技术更被证实可同步产生高附加值副产品。

这项研究首次揭示了发展中国家绿色交通转型的"经济-环境悖论"：在当前技术成本结构下，电动车方案比氢燃料车更具经济可行性，而氢能系统则在减排方面表现卓越。研究建议政策制定者采取分阶段策略——近期优先推广PV/沼气混合充电设施，同时加大对PEM电解槽等氢能技术的研发投入。该成果不仅为孟加拉国实现气候承诺提供了科学路径，更为同类发展中国家的能源转型决策提供了关键参考。

特别值得注意的是，研究发现生物质资源在孟加拉国氢能供应链中具有独特优势。通过优化气化工艺，可使氢生产成本降至2.1-3.0美元/汽油加仑当量(GGE)，已接近传统燃油价格(2.26美元/加仑)。这一发现为资源禀赋相似的发展中国家开辟了"农业废弃物-清洁能源-绿色交通"的循环经济新模式。