天然气基车用替代燃料的节能减排分析论文

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1、天然气基车用替代燃料的节能减排分析论文【摘要】以城市公交客车为应用对象，采用生命周期评价的方法，分析了两种进口天然气（G和GTL）利用路径与传统柴油相比的石油节约和排放降低效果。分析结果表明，在生命周期范围内，GTL路径的石油能耗降低99.4%，PM、CO、NOx、SOx、THC排放分别降低33.9%、4.8%、7.3%、79.2%、20.9%，但CO2排放升高23.4%；G路径石油能耗降低99%，CO2、PM、NOx和SOx排放分别降低8.5%、84.7%、26%、64.5%.freel-savingandemission-reductioneff

2、ectsoftportednaturalgaspathentmethod.Theresultsshoconsumptionby99.4%,andtheamountofPM,CO,NOx,SOxandTHCemissiondecreasedby33.9%,4.8%,7.3%,79.2%and20.9%respectively,issionincreasedby23.4%.TheGpathconsumptionby99%,andtheamountofCO2,PM,NOxandSOxemissiondecreasedby8.5%,.freelountofC

3、OandTHCemissionincreasedby52.9%and197.9%.Therefore,naturalgasbasedalternativevehiclefuelscouldsubstantiallyreducethepetroleumdemandsandpollutionemission,ancethanthecurrentGTLpathent;CityBus;EnergyConservationandEmissionReduction;GTL;G1.引言资源我国石油能源相对紧缺，随着汽车保有量的持续增加，车用能源安全供应压力剧增，环

4、境空气质量恶化日趋严重，节能减排成为本世纪汽车工业的主要议题之一1。大力发展替代燃料，实现车用燃料的多元化是应对这些挑战的有效途径2。我国天然气储量相对石油比较丰富，同时天然气的全球资源储量远高于石油，天然气在全球能源供应中正逐步占据越来越重要的位置3。天然气在交通领域的应用已有相当长的历史，目前的主要利用方式是压缩天然气汽车（GV）4，随着天然气合成液体燃料（GTL）技术的成熟和产业化发展，GTL燃料开始批量供应，一种新的利用方式正在兴起5，这为我国能源多元化的实现提供了更多的选择。本文从节能减排的角度，利用全生命周期分析评价的方法6，在公交客车试

5、验结果的基础上，对包括这一路径在内的天然气基车用燃料进行了分析并与传统石油基燃料路径进行了比较。2.燃料特性与生产供应路径2.1.燃料特性比较由表1可以看出，GTL燃料与传统柴油燃料特性的主要区别以及G燃料特性可以总结为以下几点：(1)GTL燃料的十六烷值高，与传统柴油相比，十六烷值高出20个单位，有利于改善燃料的燃烧性质；(2)GTL燃料的芳香烃含量几乎为零，有利于降低THC和颗粒排放；(3)GTL燃料和G燃料硫含量几乎为零，有利于降低颗粒物排放；(4)G燃料的辛烷值高，与广泛使用的97号汽油相比，辛烷值高出23个单位，有利于提高压缩比，提高燃烧效

6、率。2.2.供应路径设定石油方面，目前我国石油进口依存度接近50%，其中约有60％的进口原油来自中东地区7，因此设定原油从中东地区海运至中国，然后在国内炼油厂生产加工，最后供国内柴油客车使用。天然气方面，2007年我国进口291万吨LNG，其中有248万吨来自澳大利亚，占总进口量的85%8。因此设定LNG从澳大利亚海运至中国，在国内加气站气化生产G供客车使用。由于澳大利亚正在建设GTL工厂9，为尽量统一燃料来源，设定GTL燃料利用澳大利亚的天然气生产，然后从澳大利亚海运至中国。图1为三条燃料原料开采-产品生产-运输-利用的路径设定。图1供应路径设定3

7、.车辆描述与运行路线3.1.车辆描述为了获得客车在运行时的能耗和排放数据，本文选择在北京市公交系统中广泛使用的G公交开展研究，具体参数见表2：表2客车参数对比3.2.运行路线为了全面反映北京市公共交通的运行状况，经过调研，选取了包含城市交通拥堵路段、市内快速交通路段、城乡结合路段在内的试验线路，具体线路如图2。试验线路总长44km，其中拥堵路段18km，快速交通路段15km，城乡结合路段11km。图2运行路线分析模型模型设定在全生命周期评价模型分析中，在对结果的影响可以忽略的前提下，做如下设定：忽略除海运以外的运输和分配环节。忽略LNG气化制取G环节

8、的能耗和排放。在计算上游阶段某环节排放时，除电力生产外，只考虑该环节过程燃料燃烧所产生的排放，不考虑生产过程