發(fā)布時間：2020-08-10 23:09

【摘要】：機動車保有量快速增長所帶來的能源安全和大氣污染等問題在我國已日益凸顯。新能源汽車因在運行階段的高效率和超低/零排放,被認為是未來汽車技術的發(fā)展方向。但是,新能源汽車上游燃料生產(chǎn)等過程的能源消耗和污染物排放不容忽視,因此,亟需引入生命周期的評價方法對新能源車進行全面科學評估。本研究針對輕型車和公交車兩類典型車型,完善了電動車和天然氣車單車燃料生命周期評價方法,建立了基于時間序列的本地化生命周期數(shù)據(jù)庫。以傳統(tǒng)汽柴油車為基準,系統(tǒng)評估了全國和典型區(qū)域電動車和天然氣車燃料生命周期的單車節(jié)能減排效益。并進一步構建了車隊生命周期評價方法,分析了不同發(fā)展情景下北京車隊整體的節(jié)能減排效益,并提出未來新能源車發(fā)展的政策建議。電動車和天然氣車的推廣對于改善我國石油安全意義重大。純電動車和天然氣車幾乎不消耗石油,但需指出這一效益的主要是通過一種化石燃料(石油)向另一種化石燃料(煤或天然氣)的轉移實現(xiàn)的。電動車的石油能耗、化石能耗和CO2排放削減效益依次遞減,且其對化石能耗和CO2的削減效果受上游電力構成、煤電發(fā)電效率、車輛燃油經(jīng)濟性等因素綜合影響。本研究建立了純電動車燃料生命周期CO2排放的盈虧平衡點和燃油經(jīng)濟性、發(fā)電效率及煤電比例等關鍵參數(shù)的定量響應關系,并根據(jù)分區(qū)域電力構成特點提出了差異化的發(fā)展建議:近期京津冀地區(qū)混合動力車CO2減排效益更佳,而珠三角則純電動車減排最優(yōu)。本研究系統(tǒng)分析了電力構成、電廠控制技術、車輛排放控制水平、燃油經(jīng)濟性等因素對大氣污染物排放的影響規(guī)律。對于主要來自車輛運行階段的VOC和CO排放,純電動車在其燃料生命周期有95%以上的巨大削減效果。對于主要來自上游燃料生產(chǎn)過程的一次PM2.5和SO2排放,電動車的推廣會導致污染物排放從車輛運行階段向上游電力行業(yè)轉移。插電式混合動力車和純電動車會顯著增加PM2.5和SO2排放,在京津冀等煤電比例較高的區(qū)域尤為明顯;而公交車隊中推廣天然氣車則可實現(xiàn)PM2.5和SO2的最佳減排效益。因此,若希望在推廣電動車后獲得理想的削減效益,還需更大力推進上游電力清潔化及更高效除塵脫硫等先進控制技術的應用。針對NOX,電動輕型車和電動公交車呈現(xiàn)截然相反的結果。電動輕型車的NOX排放強烈依賴于上游的電力構成,例如2015年京津冀地區(qū)其相比汽油車仍有40%的NOX增加,僅在珠三角地區(qū)會略有下降;電動公交車則是實現(xiàn)NOX減排的最佳車型,相比于柴油公交車其削減比例高達80%~90%。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X82

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本文編號：2788730