基于GREET的纯电动公交车与传统公交车全生命周期评估

随着纯电动公交车在城市公共交通中应用越来越广泛,需要对纯电动公交车和传统柴油公交车进行全生命周期评估,并分析推广纯电动公交的可行性.通过美国阿贡实验室开发的GREET（greenhouse gases,regulated emissions,and energy use in transportation model）软件,充分考虑油井-油泵、公交车运行、车身系统制造、液体系统制造、ADR（装配、报废和回收质量）以及电池制造等6个阶段能耗,结合公交车车型信息和路况信息,构建公交模型,并对公交模型进行能耗模拟、排放物模拟和经济效益评估.结果表明,若车身长度为12 m,车身质量为18 t时,纯电动公交车运行过程能耗仅占其总能耗的31.1%.相较于传统公交车,纯电动公交车全生命周期能耗减少29.1%,全生命周期内VOC、CO、NO_x等污染物排放量分别减少8.7%、36.7%、50.2%,温室气体CO₂的排放量减少19.7%.若公交车队规模为20辆,纯电动公交车使用年限为8 a,则纯电动公交车比例需超过12.7%才能实现盈利,单辆纯电动公交车若实现盈利至少需要3 a.      

基于COPERT模型的重型柴油货车排放因子敏感性分析研究

模拟分析了COPERTⅣ模型中不同污染物排放因子计算结果对主要输入参数的敏感性.以COPERTⅣ模型为平台,以重型柴油货车为研究对象,分别模拟了不同行驶速度、排放标准、燃料含硫率、累计行驶里程、车辆负载、道路类型、道路坡度、是否执行I/M制度等情景下的排放因子,对比分析了不同参数对CO、VOC、NOx、PM、SO2等污染物排放因子的影响,得出以下主要结论:0~45 km/h为速度变化的敏感范围,国2及国4排放阶段相较于前一阶段排放因子有较大幅度下降等.     

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.     

餐饮废弃油脂的生物柴油生命周期能耗与CO_2排放分析

对以餐饮废弃油脂为原料,利用化学催化法生产的生物柴油进行了生命周期能耗与CO2排放分析,以具有1 MJ能量的生物柴油产品为功能单位.结果表明:生物柴油生命周期总能耗为1.648 9 MJ,化石能耗为0.616 9 MJ,化石能效比为1.62,生命周期净能量产出为0.383 1 MJ,生命周期CO2净排放量为-10.34 g.与生产和使用1 MJ能量的石化柴油相比,生物柴油生命周期总能耗升高37%,化石能耗降低49%,可减少CO2排放90.99 g.     

纯电动汽车驱动电机全生命周期评价

基于生命周期评价(LCA)理论,运用Ga Bi 6软件建模,对荣威E50纯电动汽车驱动电机全生命周期环境排放和资源消耗进行了评价,对比分析在中国不同区域使用下驱动电机生命周期过程资源环境影响,并对驱动电机生命周期过程中的生产制造能耗、使用能耗和原材料回收率做敏感性分析.结果表明,驱动电机全生命周期过程各环境影响类型指数排序为APGWPPOCPEPODP,且对环境的影响主要发生在使用阶段,其次是原材料获取和制造阶段.各大区域电网下驱动电机全生命周期过程环境排放影响从大到小为华东电网东北电网西北电网华北电网南方电网华中电网.从敏感性分析结果可知,使用能耗对驱动电机生命周期环境排放影响的敏感度大于生产制造能耗;铜的回收率对矿产资源消耗影响的敏感度远大于钢和铝的回收率.     

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·（k W·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GPS数据的重型柴油货车排放时空特征分析

汽车污染已成为中国空气污染的重要来源,而重型柴油货车是汽车大气污染排放的主要贡献者。为揭示重型柴油货车的排放特征,基于高原地区云南省昆明市重型柴油货车GPS点数据,用Python语言提取重型柴油货车在各点轨迹段的平均速度、行驶里程等参数,采用机动车排放模型MOVES,模拟计算研究区域内HC、CO、NO_<em>x、PM_2.5污染物排放量,并通过ArcGIS进一步分析其时空分布特征。结果表明:2021年1月3日昆明市研究区域内重型柴油货车HC、CO、NO_<em>x、PM_2.5的排放量分别为11.7423,39.6386,102.2600,0.9192 kg;时间维度,重型柴油货车在2:00和22:00有明显的排放高峰,受路权及运输行业工作时间的影响;空间维度,排放的分布格局呈明显的空间异质性,受政策驱动的影响且与空间位置的布置密切相关,排放主要分布在汕昆高速、昆石高速及支路、立交交叉口处;区域内重型柴油货车小时平均速度、交通量与其小时排放量有密切关系。因此,可以针对重型柴油货车排放较高的时段和地区,采取必要的治理手段,深入开展污染防治行动,以减少排放,助力\"十四五\"规划和2035远景目标的实现。     

基于出行服务的纯电动公交车节能减排效益分析

纯电动公交车因行驶阶段零排放而成为城市地面常规公交车的重点发展方向,但是从其全生命周期来看,其实际的节能减排效益受到多种因素影响,仍需综合权衡.本研究采用生命周期评价方法(LCA),综合考虑公交车载客能力与不同区域的电网发电结构等影响因素,开展纯电动公交车的节能减排效益评价.结果表明,由于现有纯电动公交车的载客能力较柴油公交车低15%左右,所以选取出行服务作为功能单位能够更合理地核算纯电动公交车的实际节能减排效益.同时,由于我国不同区域电网的发电结构仍存有较大差异,相对于柴油公交车,不同区域电网结构下发展纯电动公交车所获取的节能减排效益差别较大.具体而言,纯电动公交车在华北、华东、华中、东北、西北和南方等不同电网结构下的节能效益分别为7.84%、11.91%、26.90%、11.15%、19.55%和20.31%;除华北电网由于煤电占比较高无减排效益外,其余电网结构下发展纯电动公交车所获取的综合减排效益分别为3.46%、26.81%、1.17%、13.74%和17.48%.因此,发展纯电动公交车时,建议将提高纯电动公交车的载客能力作为技术研发的重点,同时充分考虑不同电网发电结构对纯电动公交车的环境影响,合理进行发展规划.     

基于燃料生命周期的中国铁路排放趋势

铁路运输是现代运输的主要方式之一,在空气质量改善和\"双碳\"目标的双重约束下,厘清铁路运输CO₂和污染物排放趋势,对于交通领域的减污降碳工作具有重要意义.基于燃料生命周期法分析了中国火车2001~2018年的CO₂和污染物排放特征,在此基础上,结合情景分析评估了2019~2030年的铁路排放趋势.结果表明,随着铁路电气化进程的推进、内燃机车新车投入使用和燃油标准的不断升级,铁路运输燃料生命周期的CO₂和污染物排放整体分别呈上升和下降趋势,而其上游阶段的排放占比逐年升高.2018年铁路运输的CO₂、NO_x、CO、BC和SO_x排放总量分别为3780.29万t、11.98万t、3.94万t、0.20万t和3.08万t.情景分析表明,加快电力结构改善和降低单位运输能耗分别是降低铁路CO₂、SO_x和NO_x、BC、CO排放的最佳单一控制手段.积极应对铁路减污降碳工作的综合情景下,CO₂、NO_x、CO、BC和SO_x的减排率可分别达35%、37%、39%、32%和45%.电力结构改革和铁路电气化进程的停滞均会造成铁路运输排放总量的显著增加,铁路减污降碳工作仍需高度重视.     

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.     

铁路运输生命周期评价初探

基于生命周期评价方法,建立了我国铁路运输的生命周期模型,包含电力机车和内燃机车的运行、基础设施建设、上游能源和原料生产等主要过程;采用我国2010年铁路货运统计数据、中国生命周期核心数据库(CLCD)等数据源,通过eBalance软件对铁路运输生命周期的环境影响进行了计算和分析. 归一化分析表明,铁路运输生命周期的主要环境影响类型为富营养化、酸化和可吸入无机物,三者分别占全国相应环境影响类型总量的0.92%、0.70%和0.62%. 对大理—保山段铁路实际建设数据的研究表明,铁路基础设施建设及原材料生产的各项环境影响类型对铁路运输生命周期环境影响的贡献在9.45%(富营养化)～73.55%(非能源资源消耗)之间,影响十分显著. 生命周期节能减排综合评价表明,铁路运输节能减排综合指标的主要贡献来自于初级能耗、NO_x和CO₂,三者分别占ECER(节能减排综合指标值)的30.90%、27.50%和21.60%. 电力机车运输的节能减排效果优于内燃机车运输,其节能减排综合影响比内燃机车低41.91%.      

基于生命周期评价的钢铁厂碱渣固碳技术比较研究

本研究以3种钢铁厂碱渣直接法固碳技术为研究对象,该技术将钢渣进行碳酸化处理,可快速永久地将CO2固化储存在钢渣中,气固相反应可分别在高压釜、泥浆反应器和超重力旋转床的水溶液中一步完成,并将其分别定义为T1、T2、T3.通过Umberto软件建立生命周期模型,对3种技术的资源环境影响进行评估.结果表明,T1的环境影响最高,其次为T3,T2的环境影响最小.技术评价显示,T3在技术效率、资源消耗、环境影响方面具有较好的综合效益.敏感性分析表明,加热效率的敏感性系数分别为0.97、0.97和0.46.转换率与温室气体排放的关系分别呈上升、倒U型和下降的变化趋势.提高加热效率、合理利用热源及选择合适的技术效率,将有利于技术优化,减少技术的环境影响,提高固碳效率.     

典型氢能产品生命周期评价和碳足迹比较

为对比灰氢、蓝氢和绿氢产生的环境影响及碳足迹,通过文献调研获取数据清单,部分国内没有的数据清单通过国外清单结合本地化电力转换获取,选用本地化终点破坏型生命周期影响评价方法,计算5种氢能产品的原料获取、运输和制氢阶段的环境影响潜值,计算碳足迹,进行敏感性分析和不确定性分析,并与ReCiPe方法对比. 结果表明：①环境影响方面,各氢能产品环境影响潜值由大到小排序为：灰氢（煤）（1 203 mPt·kg^-1）>蓝氢（煤）（876 mPt·kg^-1）>灰氢（气）（492 mPt·kg^-1）>绿氢（323 mPt·kg^-1）>蓝氢（气）（252 mPt·kg^-1）;灰氢和蓝氢的环境影响主要集中在气候变化、细颗粒物形成和化石燃料方面,绿氢的环境影响主要集中在气候变化、细颗粒物形成、化石燃料和矿产资源方面. ②碳足迹方面,由大到小排序为：灰氢（煤）（23.79 kg·kg^-1,以CO₂eq计,下同）>蓝氢（煤）（11.07 kg·kg^-1）>灰氢（气）（10.97 kg·kg^-1）>蓝氢（气）（3.47 kg·kg^-1）>绿氢（1.97 kg·kg^-1）. 灰氢、蓝氢生产过程中的直接碳排放均占比最大,绿氢则为电力输入所占比重较大. ③降低环境影响和碳排放的措施包括减少污染物和温室气体直接排放、降低电耗、加强原料替代和减量.     

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...     

水煤浆燃料环境影响的生命周期评价

文章对柴油机替代燃料生命周期环境影响的评价,建立了油水煤浆燃料的评价模型,通过计算分析结果表明,随着油水煤浆中煤炭含量的增加,除光化臭氧形成潜能降低以外,其它污染指标值都有增加,说明油水煤浆系统比柴油系统消耗能量要多,对全球环境有一定影响,但在局部条件下与燃油相比,燃用油水煤浆可以减少NOX等主要污染物的排放量。     

废食用油生物柴油的制备及其掺烧时的动力与排放特性

为了查明生物柴油对环境的影响以及废食用油制备的生物柴油对发动机性能和排放特性的影响,研究了生物柴油环境生命周期评价及其对环境的影响以及废食用油生物柴油的生产工艺流程,即甲醇与废食用油在催化剂作用下发生酯交换反应生产出生物柴油.所制备的生物柴油和柴油,按20%和50%掺混后在2台车用增压直喷式柴油机上进行了台架动力和排放特性的测试.试验结果表明,与柴油相比,掺混燃料的动力性和油耗率分别约有3%的下降和8%的上升,烟度、HC、CO和PM排放降低幅度最大分别达65%、11%、33%和13%,而NO_x排放有不同程度的上升.本研究表明,发动机燃用低比例的生物柴油掺混燃料,在发动机不作任何改动和调整时,可以在经济性、动力性和排放等方面取得令人满意的综合结果.