高品質(zhì)重型汽車燃油消耗與排放分析模型

美國交通部門統(tǒng)計，包括公共汽車在內(nèi)的重型貨汽車總數(shù)約占美國汽車總數(shù)的5%，而這些汽車的能源消耗和溫室氣體排放量約占總量的1/4，NOx排放量約占排放總量的20%，PM2.5顆粒物排放量約占排放總量的7%。因此，需要改善包括客車在內(nèi)的重型汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放，提高重型汽車的品質(zhì)。目前，針對重型汽車發(fā)動機(jī)、車身和動力傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)措施，同時也開始采用替代燃料，以便降低排放。在美國能源部的資助下，阿貢國家試驗(yàn)室開發(fā)了評價重型汽車燃料消耗和排放的模型即GREET模型。利用該模型可以分析在重型汽車上采用的改進(jìn)措施，以及替代燃料帶來的汽車燃料消耗和排放的改善。介紹了GREET模型，利用該模型分析了壓縮天然氣和液化石油氣對重型汽車排放的影響。

GREET模型包含了組合式長途貨車、集裝箱貨車、客車和校車等12種常規(guī)類型的重型汽車模型。同時，還包含了生物柴油、乙醇、壓縮天然氣、甲烷、液化石油氣和電能在內(nèi)的10種替代燃料模型。對汽車排放進(jìn)行研究時，該模型包括了CO2、CH4和N2O 3種主要的溫室氣體。計算時，3種排放物通過全球溫升潛能值來綜合計算出等效CO2溫室氣體排放量。對替代燃料的評價，模型采用油井到車輪（WTW）分析方法對替代燃料的整個壽命周期進(jìn)行評價。WTW分析包含油井到油箱（WTT）分析，以及油箱到車輪（TTW）分析。WTT分析研究替代燃料的上游，包括替代燃料的開采、運(yùn)輸、存儲和加注。TTW分析研究替代燃料的下游，包括汽車發(fā)動機(jī)工作時，替代燃料的消耗與排放。利用GREET模型對壓縮天然氣和液化石油氣兩種燃料進(jìn)行重型汽車的排放分析，并將結(jié)果與傳統(tǒng)柴油車排放結(jié)果相比較。GREET模型計算結(jié)果表明：①包括柴油在內(nèi)的所有燃料，溫室氣體和PM2.5顆粒物的排放主要發(fā)生在TTW階段，約占燃料整個生命周期排放的65%；②與使用柴油的重型汽車排放相比，使用壓縮天然氣可以減少4%的溫室氣體排放、19%的PM2.5顆粒物，而使用液化石油氣則可以分別減少6%和27%。

Andrew Burnham et al.SAE

2016-01-1284.

編譯：陳丁躍