From pasture to platform integrating agrivoltaics and green hydrogen for the Penzance–London railway corridor
Charlotte Sanders · Henry Betts · Shanza Neda Hussain 等 5 人
评估英国铁路走廊采用农光互补与绿氢的可行性，集成多种光伏与农业模型。
QGIS选址，DSSAT、PVsyst、HOMER Pro耦合模拟农业、能源与经
农光互补作物响应不同，蚕豆增产66%，甜菜减产；仅并网架构经济可行。
农光互补作物兼容性差异显著，可研究不同作物与遮阴比例的优化配置及经济性。
研究农光互补与绿氢铁路供能，方法新颖，数据详实，但时效性较低。
使重型运输脱碳，尤其是铁路运输，对于英国2050年净零排放目标至关重要。本研究评估了由农光互补（APV）供电的绿氢铁路系统的可行性，该系统结合了来自农光互补的太阳能发电、列车车顶光伏和轨道集成光伏（TIPV）。利用QGIS确定了相对于铁路基础设施的最优农光互补选址，并耦合农业技术转让决策支持系统（DSSAT）、PVsyst和HOMER Pro来评估农业、能源和经济性能。以伦敦帕丁顿至彭赞斯线路为模型，采用9节车厢的Class-800氢能列车（单程能耗8,080.9千瓦时，单次行程需压缩氢气440.8千克，车队日需求7,053.1千克）。利用伦敦至纽伯里之间现有的架空电气化设施，年电力需求降低11%至132.27吉瓦时，每年需2,290吨绿氢。位于长岩机务段的114.4兆瓦峰（MWp）农光互补阵列占地198.3公顷，可满足这一需求，年发电量达151.00吉瓦时。DSSAT模型显示，在30%地面覆盖率（GCR）下，蚕豆产量提高66%，而甜菜产量随地面覆盖率增加持续下降，表明农光互补的兼容性取决于作物种类而非普遍适用。HOMER Pro分析表明，仅电网补充架构在商业上可行：资本支出（CAPEX）为1.617亿英镑，生命周期净现值成本（NPC）为2.631亿英镑，内部收益率（IRR）为18.39%，回收期为5.41年，氢气平准化成本（LCOH）为7.99英镑/千克。轨道集成光伏和车辆集成光伏在实际牵引需求面前均被证明能源贡献有限。季节性储氢虽然在技术上可行，但在经济上不可行，氢气平准化成本升至28.11英镑/千克。海水淡化被确定为优选的水源，可避免与 domestic 供水产生冲突。