隨著我國能源和環(huán)境雙重危機的加劇,尋找清潔、可持續(xù)的車用替代燃料已是迫在眉睫。為了更好地對已有替代燃料選項的應(yīng)用前景進行評價,本文提出了一種以“常規(guī)+非常規(guī)”排放、“直接+間接”污染為核心的輕型車代用燃料環(huán)境效益評價思路,并以在用車燃用甲醇汽油、純甲醇汽車和汽油/天然氣兩用燃料車為案例驗證了該評價思路的有效性,并評價了這三種代用燃料應(yīng)用的環(huán)境效益開展了評價研究。研究表明,和燃用汽油相比,燃用甲醇汽油可有效減少機動車的CO排放,但是對于不同車輛和燃料樣本,THC和NOx排放的結(jié)論不統(tǒng)一。燃用甲醇汽油時PM排放減少但PN排放增加。醛酮污染物的排放量隨甲醇摻混比例的增加而增加,但揮發(fā)性有機成分減少。在可能的暴露條件下,燃用甲醇汽油所釋放的甲醛和苯都不足以引發(fā)急、慢性病癥,燃用甲醇汽油的甲醛致癌風(fēng)險與汽油相當(dāng),但苯的致癌風(fēng)險略低于汽油。加注甲醇汽油會產(chǎn)生比汽油更高的燃油蒸發(fā)排放。低比例甲醇汽油尾氣的臭氧生成潛勢弱于汽油,但高比例甲醇汽油更易導(dǎo)致二次臭氧的產(chǎn)生。在不計算能源消耗稅的前提下,燃用低比例甲醇汽油可獲得10%以上的價格優(yōu)勢。總體而言,燃用甲醇汽油僅在CO、PM及揮發(fā)性有機成分上比汽油略有優(yōu)勢,但THC、NOx、PN以及燃油蒸發(fā)排放上存在著很大的環(huán)境風(fēng)險和管理難度,以甲醇汽油作為替代燃料的環(huán)境效益十分有限。純甲醇汽車的CO排放較汽油顯著降低,THC和NOx排放大體相當(dāng)。老化純甲醇汽車的常規(guī)排放雖較新車有明顯增加,但仍可滿足法規(guī)要求。燃用純甲醇可比汽油減少近2/3的PM排放。純甲醇汽車總?cè)┩图兹┑呐欧帕扛哂谄?但揮發(fā)性有機成分排放有所減少。發(fā)動機失火使得純甲醇汽車的CO、THC、甲醛和未燃甲醇排放均大幅升高,是純甲醇汽車環(huán)境風(fēng)險的主要來源,但是當(dāng)前的OBD法規(guī)不足以約束純甲醇汽車的失火故障。在設(shè)定的暴露條件下,純甲醇汽車的未燃甲醇、甲醛和苯排放難以引發(fā)急、慢性病癥,甲醛和苯的致癌風(fēng)險同比汽油沒有增加。純甲醇汽車尾氣的臭氧生成潛勢大幅低于汽油車,但會隨著發(fā)動機失火現(xiàn)象的加劇而升高。純甲醇汽車的CO_2排放量較汽油低約8%,在不征收能源消耗稅的情況下,燃用甲醇可使成本減少40%以上。在OBD法規(guī)尚未完善、缸內(nèi)失火問題仍未妥善解決的情況下,目前在我國大范圍推廣純甲醇汽車仍將面臨一定的環(huán)境風(fēng)險。燃用天然氣可以有效降低CO排放,但試驗車隊的THC和NOx排放卻在汽油的基礎(chǔ)上增長顯著。燃用天然氣比燃用汽油時,各污染物隨車輛老化的劣化速度加快,THC和NOx排放僅在天然氣模式下出現(xiàn)多次超標(biāo)情況。燃用天然氣的PM排放比汽油高,使用ELPI測試的PN排放亦高于汽油,醛酮排放量較汽油略高,但揮發(fā)性有機成分有所減少。燃用天然氣時,尾氣中所含的甲醛及苯的含量在設(shè)定的暴露條件下不足以引發(fā)急、慢性病癥,其關(guān)聯(lián)的致癌風(fēng)險也與燃用汽油時處于同一水平。部分天然氣汽車存在嚴(yán)重的燃料泄漏,甲烷的泄漏量遠(yuǎn)高于排放量。燃用天然氣的臭氧生成潛勢較汽油低一至兩成,CO_2排放比汽油減少17%至19%。以北京的價格測算,燃用天然氣在高油價時期可節(jié)約30%左右的燃料成本,但在低油價時期,天然氣的綜合經(jīng)濟性反不及汽油。綜合來看,天然氣在CO、CO_2排放上的優(yōu)勢難以掩蓋其在THC、NOx、PM和燃料泄漏等方面暴露的環(huán)境風(fēng)險,在輕型車上大規(guī)模推廣天然氣應(yīng)當(dāng)更加慎重。
【學(xué)位單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：X734.2;X82
【部分圖文】：

進入21世紀(jì)以來中、美、日、歐年新車生產(chǎn)量

進入21世紀(jì)以來中、美、日、歐年新車銷售量

在近幾年全球其它市場增長乏力的大背景下，我國的新車生產(chǎn)量更是在 2013 年實現(xiàn)了對整個歐洲的超越。銷量方面（圖 1.2），我國的年新車消費量分別在 2006 年和 2009年超越日本和美國，繼而成為全球第一大汽車消費國。我國的新車消費量更是早在2012 年就超過了處于經(jīng)濟蕭條期的歐洲。

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本文編號：2828864