● 摘要
车用燃料生命周期分析方法WTW(Well-to-Wheels)是评价车辆不同动力或燃料系统的能源成本和环境成本的有效工具,但WTW分析方法有很强的地域性和时效性,对燃料制备和车辆技术有很高的依赖性。本文根据我国大型客车和燃料系统的工艺和技术水平,采用我国2005年度的资料数据对我国2005年新产大型客车柴油燃料在整个生命周期中的能量消耗和排放进行了分析;并用WTW(Well-to-Wheels)方法对比分析柴油和掺氢天然气燃料的能量消耗和气体排放。用迭代计算方法分析了柴油燃料在WTT(Well-to-Tank)阶段包括原油开采、运输、储存及柴油炼油、运输、储存、分销环节的能量消耗和排放;分析了天然气在WTT阶段包括天然气开采、净化处理、压缩(或液化)、运输和储存销售等环节的能量消耗和排放;分析了天然气制氢在WTT阶段,包括天然气生产和天然气制氢、氢压缩(或液化)、运输和储存销售等环节的能量消耗和排放。对比了以不同生产、运输及储存方式划分的5种天然气燃料路线、12种氢燃料路线在WTT阶段的能量消耗和排放。大型客车燃料消耗量样本是通过对95辆大型客车进行燃料消耗量道路试验获得。经对样本分析表明我国2005年新产大型客车的燃料消耗量符合Gamma概率分布,当样本容量大于80时样本均值趋于稳定,可用样本均值估计母体均值。以大型客车燃料消耗量样本均值对全体大型客车柴油燃料生命周期能量消耗和排放进行计算分析。确定了我国2005年度新产大型客车TTW(Tank-to-Wheels)阶段的能量消耗和排放。建立了包含7个待定系数的大型客车行驶阻力表达式,其中滚动阻力系数包含4个待定系数、传动系阻力包含2个待定系数、空气阻力包含1个待定系数;用大型客车满载、半载、空载3组质量的道路滑行试验数据确定了滚动阻力系数、传动系阻力、空气阻力表达式的待定系数;用上述确定的行驶阻力和CNG、HCNG发动机台架试验数据对使用CNG和HCNG燃料的大型客车进行燃料消耗量模拟计算;分析了使用CNG、HCNG燃料的大型客车在TTW(Tank-to-Wheels)阶段的能量消耗和排放。根据计算的WTT和TTW阶段的数据,分析了柴油、天然气及掺氢天然气大型客车WTW阶段的能量消耗和排放。对比分析了柴油、天然气及掺氢天然气大型客车WTW阶段的能量消耗和排放。
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