机动车能源方案选择及大气污染物排放分析

摘要

本课题从机动车节能和污染物减排出发，以2004年为基准年，设定了提高机动车排放控制技术水平的BAU方案、降低机动车百公里油耗的AFC方案和采用替代能源的AER方案，并研究了三种方案下2005-2030年间机动车的能源消耗和污染物排放。研究结果为杭州市相关能源、环境决策以及大气污染治理措施的优先选择提供了科学依据，同时也为国内同类研究提供了可靠的研究方法。 论文采用基于燃料消耗的排放因子，建立了2004年杭州市区机动车CO<,2>、CO、HC、NO<,x>和PM<,10>基于燃料消耗的排放清单。2004年杭州市机动车PM<,10>、CO、NOx、CO<,2>和HC的排放量分别为8.7吨、84.27万吨、4.59万吨、303.93万吨和4.25万吨。 论文以LEAP2006(Long-range Energy Alternative Planning 2006)模型为计量工具，采用人均GDP弹性系数法和历史数据回归分析法，分别预测了2005-2030年杭州市区机动车总保有量、乘用车保有量和货车、摩托车的保有量。 论文通过考虑2005-2030年各类型机动车保有量的变化、每年淘汰车数量和新增车数量的变化、在用车累计行驶里程的变化以及新车排放控制技术标准的实施年限情况，应用IVE模型计算了每种类型机动车各年的平均排放因子，并建立了机动车CO<,2>、CO、HC、NOx和PM<,10>的基于燃料消耗的年际变化排放因子数据库。2004—2030年，各车型CO、HC、NOx、PM<,10>和CO<,2>的排放因子均有所下降，其下降幅度分别为：汽油乘用车48.11％、77.58％、71.84％、52.82％和D－3.75％；柴油乘用车7.46％、81.25％、43.16％、60％和-0.36％；汽油轻型货车58.9％、86.46％、75.87％、37.97％和-12.5 1％；柴油轻型货车 13.53％、86.38％、49.59％、66.71％和-0.76％；摩托车62.43％、69.43％、33.15％、36.45％和-41.16％；汽油重型货车61.16％、62.3％、68.88％、71.33％和-20.81％；柴油重型货车69.6％、42％、72.8％、78.63％和-1.74％；汽油公交车53.44％、56.32％、69.15％、68.76％和-5.97％；柴油公交车69.25％、41.6％、72.7％、4.77％和-1.71％。 本论文从机动车控制技术水平、百公里油耗和替代能源三个角度入手，设定了三种情景分析方案：1)假设严格实施国家规定的机动车控制技术标准和乘用车百公里油耗限值的BAU(Business As Usual)方案；2)在前一方案基础上继续降低其他类型机动车百公里油耗限值的AFC(Average fuel consumptionreduction)方案；3)替代能源AER(Alternative energy replacement)方案。经计算，到2030年三种方案下机动车燃油消耗量分别为241.22万吨、178.02万吨和108.94万吨标准油。与BAU方案相比，AFC和AER方案分别可节约63.19万吨和122.84万吨标准油。论文将计算所得的各类型机动车动态变化排放因子与燃油消耗量相结合，计算了2004-2030年间杭州市区机动车CO<,2>、CO、HC、NOx和PM<,10>的排放量。至2030年，BAU方案中机动车1022.21万吨、68.76万吨、5.67万吨、7.22万吨、和9.59吨；AFC方案中机动车CO<,2>、CO、HC、NOx和PM<,10>的排放量分别为821.62万吨、49.35万吨、4.32万吨、5.39万吨和6.98吨；AER方案中机动车CO<,2>、CO、HC、NOx和PM<,10>的排放量分别为610.59万吨、41.01万吨、2.07万吨、3.19万吨和4.93吨。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2本论文的研究目的

1.3本论文的章节设置

第2章文献综述

2.1城市机动车燃油消耗的影响因素

2.1.1机动车保有量

2.1.2燃油经济性

2.1.3行驶里程

2.2机动车污染物排放的影响因素

2.2.1排放控制技术水平

2.2.2燃油经济性对污染物排放的影响

2.2.3行驶工况

2.2.4燃油品质

2.3降低机动车燃油消耗量和污染物排放量的措施

2.3.1制定燃油经济性标准

2.3.2机动车排放控制技术标准

2.3.3机动车替代燃料的应用

2.4能源需求的预测方法

第3章方法学研究

3.1情景分析方案

3.2技术路线设计

3.3污染物选择

第4章杭州市基准年机动车污染物排放

4.1杭州市区机动车基础数据分析

4.1.1保有量状况

4.1.2年代登记分布和行驶里程分布

4.1.3机动车百公里油耗

4.1.4燃油品质

4.1.5在用车检测体系

4.2杭州市区机动车排放因子

4.3机动车污染物排放

4.3.1计算公式

4.3.2计算结果

4.4小结

第5章机动车保有量预测

5.1 LEAP2006模型介绍

5.2模型主要参数的确定

5.2.1人口参数的设置

5.2.2经济参数的确定

5.3预测方法

5.3.1机动车总量及乘用车保有量的预测方法

5.3.2货车、摩托车、公交车的保有量预测方法

5.4未来机动车保有量

5.4.1机动车保有量变化

5.4.2机动车车型组成的变化

5.5保有量变化分析

5.6小结

第6章年际变化排放因子的计算

6.1 IVE模型

6.2 IVE模型主要输入参数的确定

6.2.1机动车技术分布

6.2.2燃油含硫量及I/M制度

6.3机动车年际变化排放因子

6.4小结

第7章机动车燃油需求及污染物排放的情景方案分析

7.1各能源方案的确定

7.1.1BAU方案

7.1.2AFC方案

7.1.3 AER方案

7.2各方案下机动车燃油需求量预测

7.2.1BAU方案

7.2.2 AFC方案

7.2.3AER方案

7.2.4各方案的能源需求量对比

7.3各方案下的污染物排放量

7.3.1CO2排放量

7.3.2 CO排放量

7.3.3 HC排放量

7.3.4 NOx排放量

7.3.5 PM10的排放量

7.4小结

第8章结论和展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

致谢