Низкоуглеродный переход в умных городах на основе устойчивых энергетических экосистем аэропортов и возобновляемых источников энергии, сетей, накопителей и гибкости на базе водорода

Гибридная интеграция возобновляемых источников энергии, электрификация, водородизация, пространственно-временной обмен и перемещение энергии, а также оптимизация являются необходимыми направлениями перехода к низкоуглеродным транспортным системам аэропортов. В данном исследовании представлен комплексный обзор устойчивых энергетических экосистем аэропортов, основанных на использовании водорода, возобновляемых источников энергии, интеграции с электрической сетью, накоплении энергии и гибкости, с рассмотрением конфигураций энергетических экосистем аэропортов, цепочек энергоснабжения на базе возобновляемых источников, новых парадигм пространственно-временного перемещения энергии, одно- и многоцелевой оптимизации, а также подходов к многокритериальному принятию решений. Водородизация реактивных воздушных судов обладает рядом преимуществ, включая малую массу и низкую нагрузку, связанную с транспортировкой топлива, высокую удельную энергию, нулевые выбросы CO2, низкие выбросы NOx, снижение загрязнения воздуха и экологическую устойчивость. В зависимости от источника энергии жидкий водород (LH2) может производиться из солнечной, ветровой, прибрежной океанической и биоэнергии с использованием химических технологий и электролиза воды на основе возобновляемой электроэнергии. Согласованное функционирование наземных и воздушных транспортных систем может способствовать достижению нулевых нетто-выбросов. Были разработаны новые структуры энергетического взаимодействия для межгородского и международного обмена и торговли энергией, пространственно-временной компенсации неравномерного распределения возобновляемых энергетических ресурсов и обеспечения высокой доли возобновляемой энергии. Результаты показали, что характеристики мощности в энергетических системах аэропортов включают малую массу, высокую плотность энергии, высокую энергоёмкость, быстрый отклик по мощности, безопасность, стохастичность, нелинейность и динамичность. Прибрежные энергетические ресурсы обладают значительным потенциалом для поддержки энергетических систем аэропортов посредством морских ветровых турбин, плавучих фотоэлектрических панелей, турбин, использующих энергию морских течений, преобразователей энергии волн, генераторов энергии приливных течений и океанских термоэлектрических генераторов. Результаты исследования предоставляют концептуальные основы, перспективы и технические проблемы электрификации и водородизации наземного и воздушного транспорта...