高品质重型汽车燃油消耗与排放分析模型

高品质重型汽车燃油消耗与排放分析模型

美国交通部门统计，包括公共汽车在内的重型货汽车总数约占美国汽车总数的5%，而这些汽车的能源消耗和温室气体排放量约占总量的1/4，NOx排放量约占排放总量的20%，PM2.5颗粒物排放量约占排放总量的7%。因此，需要改善包括客车在内的重型汽车的燃油经济性和排放，提高重型汽车的品质。目前，针对重型汽车发动机、车身和动力传输系统进行了多项改进措施，同时也开始采用替代燃料，以便降低排放。在美国能源部的资助下，阿贡国家试验室开发了评价重型汽车燃料消耗和排放的模型即GREET模型。利用该模型可以分析在重型汽车上采用的改进措施，以及替代燃料带来的汽车燃料消耗和排放的改善。介绍了GREET模型，利用该模型分析了压缩天然气和液化石油气对重型汽车排放的影响。

GREET模型包含了组合式长途货车、集装箱货车、客车和校车等12种常规类型的重型汽车模型。同时，还包含了生物柴油、乙醇、压缩天然气、甲烷、液化石油气和电能在内的10种替代燃料模型。对汽车排放进行研究时，该模型包括了CO2、CH4和N2O 3种主要的温室气体。计算时，3种排放物通过全球温升潜能值来综合计算出等效CO2温室气体排放量。对替代燃料的评价，模型采用油井到车轮（WTW）分析方法对替代燃料的整个寿命周期进行评价。WTW分析包含油井到油箱（WTT）分析，以及油箱到车轮（TTW）分析。WTT分析研究替代燃料的上游，包括替代燃料的开采、运输、存储和加注。TTW分析研究替代燃料的下游，包括汽车发动机工作时，替代燃料的消耗与排放。利用GREET模型对压缩天然气和液化石油气两种燃料进行重型汽车的排放分析，并将结果与传统柴油车排放结果相比较。GREET模型计算结果表明：①包括柴油在内的所有燃料，温室气体和PM2.5颗粒物的排放主要发生在TTW阶段，约占燃料整个生命周期排放的65%；②与使用柴油的重型汽车排放相比，使用压缩天然气可以减少4%的温室气体排放、19%的PM2.5颗粒物，而使用液化石油气则可以分别减少6%和27%。

Andrew Burnham et al.SAE

2016-01-1284.

编译：陈丁跃