面向2035的节能与新能源汽车全生命周期碳排放预测评价

发展节能与新能源汽车是降低交通运输行业碳排放的重要技术路径.为量化预测节能与新能源汽车的全生命周期碳排放,利用全生命周期评价方法,以汽车相关技术路线和政策为参考,选取燃油经济性、整车轻量化水平、电力结构碳排放因子和氢能碳排放因子为关键参数,构建传统燃油汽车(ICEV)、轻度混合动力汽车(MHEV)、重度混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)和燃料电池汽车(FCV)的数据清单并对其全生命周期碳排放进行量化预测评价,对电力结构碳排放因子和不同制氢方式碳排放因子进行了敏感性分析和讨论.结果发现,2022年ICEV、 MHEV、 HEV、 BEV和FCV的全生命周期碳排放量(以CO₂-eq计)分别为208.0、 195.5、 150.0、 113.5和205.0 g·km^-1.到2035年,BEV和FCV相比于ICEV具有较为显著的减碳效益,分别降低69.1%和49.3%.电力结构的碳排放因子对BEV的全生命周期碳排放的影响最显著.关于燃料电池汽车的不同制氢方式,短期应以工业副产氢提纯为主供应FCV氢能需求,长期以可再生能源电解水制氢和化石能源...     

氢燃料电池汽车动力系统生命周期评价及关键参数对比

发展氢燃料电池汽车被认为是解决能源安全和环境污染问题的理想解决方案之一,为量化探究氢燃料电池汽车动力系统的化石能源消耗和排放情况,运用GaBi软件建模,以新能源汽车相关技术路线为参考,构建我国氢燃料电池汽车动力系统的数据清单并对其全生命周期化石能源消耗和全球变暖潜值情况进行定量评价计算和预测分析,对不同类型的双极板、不同能量控制策略和不同制氢方式对环境的影响分别进行了对比研究,并对关键数据进行了不确定分析.结果表明,预计到2030年我国每台氢燃料电池汽车动力系统生命周期的化石能源消耗量（ADP_f）、全球变暖潜值（GWP,以CO₂ eq计）和酸化潜值（AP,以SO₂ eq计）分别为1.35×10⁵ MJ、9108 kg和15.79 kg.动力系统生产制造阶段的化石能源消耗和全球变暖潜值均高于使用阶段,主要原因是燃料电池堆栈和储氢罐的制造过程.金属双极板、石墨复合双极板和石墨双极板的制造工艺中石墨复合双极板的综合环境效益最好.能量控制策略的优化会使得氢能消耗降低,当氢能消耗降低22.8%时,动力系统的生命周期化石能源消耗和全球变暖潜值分别降低10.4%和8.3%.相比于甲烷蒸气重整制氢,基于混合电网电解水制氢的动力系统生命周期全球变暖潜值高出53.7%[KG-*6],而基于水电电解水制氢降低39.6%.降低动力系统生命周期化石能源消耗和全球变暖潜值的措施包括优化能量控制策略降低氢能消耗、规模化发展可再生能源发电电解水制氢产业和聚焦突破燃料电池堆栈关键技术实现性能提升.     

中国氢燃料电池车燃料生命周期的化石能源消耗和CO2排放

氢燃料电池车(FCV)具有运行阶段高能效和零排放的优点,近年来得到快速的商业化发展.氢能生产具有多种技术路径,不同路径的能源和环境效益存在显著差异.本研究采用生命周期评价方法,运用GREET模型对不同氢燃料路径下的FCV燃料周期(WTW)的化石能源消耗和CO_2排放进行了全面评价.选取了多种制氢路径作为评价对象,建立了中国本地化的FCV燃料生命周期数据库,在此基础上分析了FCV相对传统汽油车的WTW节能减排效益,并和混合动力车和纯电动车进行比较.结果表明,使用可再生电力和生物质等绿色能源制氢供应FCV能取得显著的WTW节能减排效益,可削减约90%的化石能耗和CO_2排放.在发展相对成熟的传统能源制氢路径中,以焦炉煤气制得氢气为原料的FCV,能产生显著的节能减排效益,其化石能耗低于混合动力车,CO_2排放低于混合动力车和纯电动车.结合对资源储备和技术成熟度的考虑,我国在发展氢能及FCV过程中,近期可考虑利用焦炉煤气等工业副产物制氢,并且规划中远期的绿色制氢技术发展.     

数字能源

<正>重庆氢能源汽车将分三期目标实现首期运行1000台氢能汽车重庆市经信委消息,按照《重庆市氢燃料电池汽车产业发展指导意见》,重庆氢能源汽车将分三期目标实现,其中,2019年-2022年,建成20座加氢站,在公交、物流等领域率先运行1000台氢燃料电池汽车。氢能汽车,顾名思义,是以氢作为能源的汽车,将氢反应所产生的化学能转换为机械能以推动车辆。氢能汽车分为两种,一种是氢内燃机汽车。另一种是氢燃料电池车,重庆支持发展的就是氢燃料电池车。     

中国省域私人电动汽车全生命周期碳减排效果评估

私人电动汽车因具有较少碳排放,在替代传统燃油汽车、推动交通领域碳减排方面具有广阔的应用前景.为更准确地衡量私人电动汽车相对于传统燃油汽车的碳减排效果,采用生命周期评价方法构建基于碳减排量和碳减排率的私人电动汽车碳减排核算技术方法,并通过情景分析技术模拟我国不同省份私人电动汽车碳减排潜力及关键影响因素.结果表明:①相对于传统燃油汽车,私人电动汽车在火力发电比例较低的13个省份具有较好的碳减排效果,减排率为34.69%~70.69%;在火力发电比例较高的18个省份减排效果则不太明显,减排率仅为3.20%~31.40%.②在私人电动汽车全生命周期的各阶段中,中低减排省份的燃料周期碳排放量占比最高,为57.33%~80.91%,且随着该省份碳减排效果的改善而不断降低;受制于电池的生产,高减排省份私人电动汽车全生命周期最主要的碳排放阶段为汽车材料周期.③从碳减排影响因素上看,汽车报废里程的增加对私人电动汽车碳减排量具有明显的正影响,但对碳减排率影响不大,碳减排效果较好的省份的碳减排量随报废里程的增加而上升的趋势更明显;百公里电耗的升高和车质量的增加则使碳减排效果下降,在碳减排效果较差的省份百公里电耗水平对碳减排量和碳减排率均有更显著的影响.研究显示,私人电动汽车的推广在我国可以带来一定的碳减排效果,发电能源结构和车质量是影响碳减排效果的2个关键因素,不同省份应因地制宜制定差异化的私人电动汽车推广路径.      

电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益分析

为精准预测电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益,以单辆重卡为对象,通过预测2023~2050年的电力和柴油碳排放因子变化特性,耦合两类重卡寿命及生命周期行驶里程,分阶段构建了重卡动态碳排放模型,深入分析了“2050年净零排放（NZE）情景”、“承诺目标（APS）情景”和“既定政策（STEPS）情景”下两类重卡的碳排放足迹,并计算碳减排量和碳减排率.结果表明,电池生产和电池回收是分别导致电动重卡生产阶段和拆解回收阶段碳减排效益不佳的重要因素.电力碳排放因子（以CO₂计）每降低1 g·（kW·h）^-1,电动重卡全生命周期碳排放可减少1.74 t.3种情景下,两类重卡运行阶段碳排放均占全生命周期碳排放总量的90%以上.碳减排效益由高到低的情景依次为NZE、APS和STEPS,其对应的全生命周期碳减排量分别为1 054.68、1 021.78和1 007.97 t,碳减排率分别为54.38%、52.68%和51.97%.     

基于场景模拟的公路货运新能源车成本效益分析研究

为实现双碳目标,公路货运部门需要通过发展电动汽车和氢能汽车替代燃油汽车进行减排.因此,本文构建了考虑场景异质性的货运车辆生命周期净收益分析模型,对比了25t牵引车和18t栏式货车两类车队中油、电、氢三种车型在不同线路场景下的生命周期成本和收入.结果表明,氢能汽车更适用于高单价、寒冷气候的长途重型货运场景,而电动货运车型则更适用于低单价、短途、轻载、温暖气候场景,至2030年氢能汽车可在25t重型货运场景优于电动汽车,可作为氢能汽车的重点布局方向.中短期内,氢价补贴、碳税等政策无法实现货运部门新能源汽车对燃油汽车的自发替代,还需要额外政策支持.     

燃料电池汽车氢源基础设施的生命周期评价

为了推动生命周期评价的应用和发展并为我国制定燃料电池汽车氢源基础设施的近期规划提供参考,根据现有的生产、储存和输运氢的技术,针对燃料电池汽车氢源基础设施,设计了10种可行方案,运用生命周期评价方法对这些方案的环境影响进行了全面评价,得到了每种方案的分类环境效应标准化指标,并对若干参数进行了敏感性分析.结果表明,环境性最好的燃料电池汽车氢源基础设施方案是:天然气集中制氢厂制氢,然后用管道将氢气输运到加注站,加注给以氢气为燃料的燃料电池汽车.     

环境与清洁生产(无污染技术)

X382 .1 X820 .32(X) 303231燃料电池汽车氢源基础设施的生命周期评价/冯文…(清华大学热能工程系)//环境科学/中科院生态环境研究中心一以刃3,24(3)一8一巧 环图X一5 为了推动生命周期评价的应用和发展并为我国制定燃料电池汽车氢源基础设施的近期规划提供参考,根据现有的生产、储存和输运氢的技术,针对燃料电池汽车氢源基础设施,设计了10种可行方案,运用生命周期评价方法对这些方案的环境影响进行了全面评价,得到了每种方案的分类环境效应标准化指标,并对若干参数进行了敏感性分析。结果表明,环境性最好的燃料电池汽车氢源基础设施方案…     

燃料电池汽车燃料储运方案经济性分析

综合案例研究结果，结合氢气、甲醇在不同储运方式时的成本，从固定设计成本、尾气排放、燃料价格、汽车造价4个方面比较了氢气、甲醇、汽油3种燃料电池汽车的经济性。结果表明：（1）直接氢燃料电池是燃料电池汽车的首选动力；（2）天然气重整制氢是目前氢燃料电池汽车获得燃料优先考虑的方式；（3）高压氢气、液氢是当前燃料电池汽车的首选燃料。     

基于LCA的新能源轿车节能减排效果分析与评价

新能源汽车在行驶过程中具有节能、环保等优点,在我国目前汽车保有量激增、能耗总量和温室气体排放量不断增大,城市交通对城市空气污染贡献日益增加的情况下,应用和推广新能源汽车被视为替代传统汽车、减缓环境危害的重要工具,但其生产阶段的能耗及污染问题同样不容忽视.因此,本研究运用生命周期评价(LCA)方法,选用美国阿贡国家实验室开发的GREET模型,对混合动力轿车、纯电动轿车、氢燃料电池轿车、E10乙醇汽油轿车4类新能源轿车在车辆制造、燃料及电力生产、行驶、拆解4个阶段的能耗及主要大气污染物排放进行了分析计算,并与传统汽油轿车进行比较.结果表明,同传统汽油轿车相比,4种新能源轿车的全生命周期能耗有不同程度的降低,其中,纯电动轿车在降低能耗方面最具优势.同时,4种新能源轿车全生命周期综合环境影响均低于传统汽油轿车,其中以氢燃料电池轿车的综合环境影响最小.     

基于全生命周期评价理论的EREV/BEV/ICEV环境效益及减碳经济性评估

为完善增程式电动汽车（Extended range electric vehicle,EREV）全生命周期环境影响和经济效益评价研究,对EREV、纯电动汽车（Battery electric vehicle,BEV）和内燃机汽车（Internal combustion engine vehicle,ICEV）进行了对比分析.基于生命周期评价理论和生命周期成本分析方法,构建了车辆生命周期资源消耗、能源消耗、环境影响和成本评价模型,针对不同汽车各阶段材料消耗、能源消耗和环境排放三大特性,识别EREV、BEV和ICEV的环境负荷差异,并从初始购置成本、使用维护成本和报废回收成本3个方面评价了EREV、BEV和ICEV的生命周期成本差异.综合碳排放特性和经济属性,进一步提出减碳经济性评价指标,科学评价EREV和BEV的环境效益和减碳经济性,并讨论了不同电力结构下EREV、BEV和ICEV的生命周期温室气体排放情况和减碳经济性变化.对增程式电动汽车进行全生命周期内综合评价研究,进一步明确EREV在多种能源类型汽车技术路线中的环境效益和减碳经济性.结果表明,相比于ICEV,BEV和EREV在运行使...     

低碳交通电动汽车碳减排潜力及其影响因素分析

交通运输是城市能源消耗和碳排放的重点行业,为通过节能减排实现低碳城市发展目标,传统汽油车向新能源汽车的转型是一项重要的举措,其中电动汽车因其节能减排的优势将在这次转型中发挥重要作用.在全面总结现有电动汽车节能减排研究成果的基础上,分析了影响电动汽车的减排因素,并应用燃料生命周期的理论,结合北京市的电动汽车推广计划,以纯电动汽车为例,采用改进的燃料碳排放模型,并设置6种情景分析了电动汽车的碳排放及其减排潜力,包括发电能源结构、车用燃料类型(单位燃料的CO2排放系数)、汽车类型(百公里能耗)、城市交通状况(时速)、煤电发电技术、电池类型(重量、能效)等因素对电动汽车减排潜力的影响.结果表明,改进后的模型能更科学测算燃料消耗碳排放;纯电动汽车具有明显的制约性碳减排潜力,在分析的6种影响因素中其波动幅度为57%～81.2%,其中,发电能源结构和煤电技术供电路线对电动汽车燃料生命周期碳减排空间起决定性作用,其减排空间分别可达78.1%及81.2%.最后从改善能源结构、提高煤电技术、推广节能技术、加快动力蓄电池研发、推广纯电动汽车等方面提出了推广电动汽车降低交通能耗和碳排放的优化措施,以期为低碳交通新能源汽车转型政策的制定提供科学依据和方法支撑.     

美两公司将联手推广环保汽车

据报道 ,美国通用汽车公司和壳牌石油公司将携手推动燃料电池汽车在美国的普及。通用公司决定将6辆燃料电池试验车送往政府演示 ,而壳牌公司决定在首都华盛顿的一个加油站安装两个氢燃料“加油泵”。还将是美国加油站首次安装这种专供洁净能源的“加油泵”。这两家各自领域的巨头企业表示 ,他们希望美国政府的决策者对燃料电池汽车有更多的了解。这种汽车不仅环保 ,而且有助于国家摆脱对石油进口的依赖。燃料电池汽车以氢为燃料 ,通过氢和氧之间的化学反应产生电能作为汽车动力 ,排出的尾气只有水蒸气。通用公司说 ,他们将在 2 0 10年前批量…     

发展清洁汽车 改善城市环境

所谓清洁汽车，是指应用各种技术使汽车尾气排放较少的全电控燃油汽车和代用燃料（如甲醇、乙醇、甲烷、天燃气、燃料电池等）汽车。     

建筑废弃物拆除阶段碳排放及碳补偿分析

建筑业碳排放占全国总碳排放的近1/3,减碳潜力巨大。针对建筑废弃拆除阶段碳排放及碳补偿评价问题,采用全生命周期评价方法界定建筑废弃拆除阶段计算边界,将其划分为建筑拆除、废弃物运输和废弃物处置阶段,碳补偿为建筑废弃物再利用阶段,并建立碳排放及碳补偿计算模型。通过量化分析得出：碳排放主要集中于建筑废弃物处置阶段,约占总碳排放的75%。建筑废弃物二次循环利用,可有效降低建筑拆除阶段碳排放总量的31.01%,具有良好的减碳效果。随着建筑废弃物二次回收利用率增大,建筑废弃物处置阶段的碳排放线性减少,建筑材料碳补偿线性增加,减碳效果有所增强。     

钢铁行业生命周期碳排放核算及减排潜力评估

钢铁行业是中国碳密集度最高的工业行业之一,为分析钢铁行业生命周期碳排放及碳减排潜力,从生命周期角度构建碳排放核算模型,以2020年为例开展实证分析,通过优化废钢使用量、化石燃料燃烧量、电力碳足迹因子以及清洁运输比例4项变量,对钢铁行业生命周期碳减排潜力作预测评估,同时使用敏感性分析确定影响钢铁生命周期碳减排因素的关键程度.结果表明,2020年中国钢铁行业全生命周期二氧化碳(CO₂)排放总量约24.04亿t,其中原料获取和加工生产阶段是钢铁行业碳排放的关键环节,占钢铁行业生命周期CO₂排放总量的98%以上.从CO₂排放源类别分析,化石燃料节约和外购电力清洁化是钢铁行业降碳的重中之重.到2025年,通过推广低碳技术、优化电力结构、增加废钢炼钢量、提高清洁方式运输比例,分别可使钢铁行业实现20%、 6%、 5%和1%的碳减排潜力.化石燃料燃烧量对钢铁行业生命周期CO₂排放的影响最显著,电力碳足迹因子和废钢炼钢使用量次之.关于钢铁行业节能低碳技术,短期内以推广轧钢工序与高炉炼铁工序低碳技术为主,未来随着电炉...     

燃料电池汽车氢源生命周期分析

运用生命周期评价方法对使用不同氢源的燃料电池汽车进行了分析.经过目的与范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释,表明电解制氢方案的污染排放明显高于甲醇重整和汽油重整方案,而甲醇重整和汽油重整方案又高于天然气制氢和煤制氢方案,对于相同的制氢方案,液氢方案的排放略高于气氢方案.      

高效、清洁、安静的能源——燃料电池

人类利用能源驱动机械,对文明产生巨大的影响。但伴随而来的对环境的破坏,使地球上万物共同面临危机。因此开发高效率而低污染的能源是刻不容缓。近几年来,不断改进的燃料电池发电技术,商业化前景指日可待。尤其是汽车工业对燃料电池的兴趣最大。传统汽车引擎,以燃烧汽油来产生能量,其中80%的能量却以热或磨擦力的方式流失;废气造成的污染,又是困扰人类的一大问题。而燃料电池技术,是利用氢和氧的化学反应,产生电流及水,不但完全无污染,也避免了传统电池充电耗时的问题。燃料电池是由具渗透性的膜构成,在膜的一侧供给氢,另一侧供给氧。氢原…     

深圳市纯电动泥头车减污降碳协同效益评价研究

新能源汽车替代传统燃油车是减缓能源与环境压力并如期实现“双碳”目标的重要途径,但在重型车辆、工程车等领域推广较为缓慢.深圳市自2019年开始推广使用纯电动泥头车,并计划到2025年新能源环卫、泥头车数量达到8000辆.为深入探究纯电动泥头车替代柴油泥头车所产生的减污降碳协同效益,本研究基于一手调研数据,采用生命周期评价方法并结合GREET模型,对比分析了两类泥头车在燃料周期、车辆周期和配套设施周期3个周期内的能耗、主要空气污染物及碳排放情况.结果表明,纯电动泥头车全生命周期内能耗较柴油泥头车可减少36.2%,主要污染物如NO_x、SO₂、VOC和PM_2.5降幅分别达81.3%、37.8%、29.0%和25.9%;温室气体(GHGs)排放强度减少14.4%,基准情境下2030年和2050年推广纯电动泥头车GHGs累计减排量分别为71.4万t和258.5万t.尽管节能减排效果显著,但其初始购置和售后维保成本过高是制约其推广的最主要因素,通过降低车辆及电池生产制造成本、提高充换电设施数量及售后维保能力等有望加快泥头车纯电动化.