机动车CO2和CH4排放因子外文翻译资料

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机动车CO2和CH4排放因子

一.引言

机动车用压缩天然气（CNG）或机动车用天然气（NGV）是一种可以用于做交通和运输能量源的化石燃料。在泰国，机动车用化石燃料销售额都在不断增长，每一天NGV发动机都在被安装，大多数是重型柴油车（HDDV）、卡车和新汽车。今天，机动车用压缩天然气正在被考虑作为一种减少任何一种石油的消耗和进口的可代替能源和比其他燃料相比更少污染的物理性质。然而，在现实情况中，温室气体（GHGs）作为一种废气被机动车燃烧和排放，特别是压缩天然气的重要成分，有着从废气中排放趋势的甲烷和二氧化碳。

特别是，甲烷作为一种温室气体，比起二氧化碳有着非常高的全球变暖潜能值，这两种气体都可能会导致气候变化。结果，压缩天然气在大城市作为一种可替代能源被大范围和增长性的使用。因此，评价温室气体排放可以应用具体车型尾气排放活动和排放因子之间的关系进行计算。而且，每一个因素都是不同的，比如机动车类型，使用的燃料类型和不同速度下的驾驶模式。然而，现在只有一些因素的排放因子信息是可获得的。

在泰国，没有可以用于充分评估机动车使用压缩天然气时候的温室气体排放的排放因子研究。所以，进行一个泰国现行不同机动车类型甲烷排放因子和二氧化碳排放因子的研究是十分必要的。这个在自动排放实验室实行的研究的目的是测定泰国大量不同驾驶模式机动车的甲烷排放因子和二氧化碳排放因子。在实验中测试使用CNG作为燃料以及研究领域中机动车驾驶模式的结果，将会被用于计算甲烷排放因子和二氧化碳排放因子，去寻找这两种机动车温室气体排放和真实情况之间的关系。并且用于泰国应用研究结果去有效的计划大气污染管理。

二.材料和方法

2.1实验计划

现在实验所用的机动车被划分为三种类型，命名为，重型柴油车(HDDV)，轻型柴油车（LDDV）和轻型天然气车（LDGV）或出租车。最后一种是在泰国最常用和通用的。LDGV也根据行驶公里数来定义，因为他们被广泛用于大都市地区的交通。为了计算甲烷和二氧化碳排放因子，所有这些机动车类型将会在温室气体排放方向进行比较（受内燃机的天然气燃烧影响）。这些实验将会作为自然资源与环境部，污染控制部门，自动化排放实验室，实验项目的一部分。所有三种机动车类型使用CNG或NGV，双燃料系统，并且装备烟熏系统。这些机动车被检查，并且根据生产商的不同，它们的发动机被区分于不同的状态。在泰国，这些测试用的机动车和使用的燃料是真实的。表1展示了此次测试的适用性细节。

2.2废气测试和分析

实验室中分析排气管道中的污染物，模拟了实际驾驶中会发生的任何阻力，评估机动车污染物排放因子。驾驶模式模拟以及控制的湿度、温度根据测试标准或者类似与实际状况来表现。每一种机动都有用于调整机动车处于每一种速度范围情况来复制实际道路情况的底盘压力计。并且，这些测试车辆驾驶模式是模仿曼谷行驶循环。

平均速度的结果是从低速范围到高速范围,计算出来的平均速度被用作代表来计算不同情况下研究区域的生产污染物，像拥堵的区域和繁忙时候。这些机动车在发动机依然热的时候被测试，代表着模拟在拥堵时候从低速范围到高速范围的交通状况。这些拥堵时段包括，在一个驾驶周期内，交通高峰时频繁的刹车与加速。呈现这个分析的目的是定义多种污染物的总数。这些排放的污染在测试期间被袋子样本系统测量，废气则在整个驾驶周期内被连续容积样本(CVS)收集。这个测试开始时通过空气来稀释废气并且在系统内测量稀释废气的总量。

这个测试包括以下步骤：

1. 接受机动车废气的总量
2. 用空气稀释废气
3. 连续抽气和收集废气
4. 正确的测量稀释废气的总和

然后，这些废气样本将被送到一个甲烷分析器并且到火焰离子器探测器（FID）来确定实验室中的甲烷浓度。二氧化碳则通过一个无发散红外线分析仪(NDIR)来确定浓度。这个红外线能力将会被吸收并且转换成一个电信化，然后同相关气体进行比较，来确定被分析的二氧化碳浓度。污染将按照克每千米（g/km）定义，并被计算来确定燃油消耗速率和根据定义的驾驶模式，被测试车辆的速度。

2.3排放因子计算

机动车排放的二氧化碳和甲烷的平均浓度与机动车行驶千里数之间的关系将决定排放因子。统计显著性应用于任何机动车，两种污染物分别对应下面两个方程：

EF CH4(g/km) = Total CH4 Emission(g) / VKT (km) (1)

EF CO2(g/km) = Total CO2 Emission(g) / VKT (km) (2)

其中：

EF CH4 =CH4排放因子 （g/km）

EF CO2 = CO2排放因子（g/km）

Total CH4 =平均甲烷排放总量 （g）

Total CO2 = 平均二氧化碳排放总量（g）

VKT= 平均机动车行驶千米 （km）

三.结果与讨论

3.1测试中三种类型机动车的甲烷与二氧化碳排放因子

表格2提供了三种类型的机动车二氧化碳与甲烷排放因子。平均速度按照m/s，CNG消耗速率按照km/L。重型柴油车的排放因子最高，其次是轻型柴油车和轻型天然气车，后两种车型的排放因子程度相类似。而且，根据使用CNG时的实验结果，不同种类的机动车排放因子不同。重型柴油车拥有最高的甲烷和二氧化碳排放因子，分别是7.22g/km和919.6g/km。轻型柴油车拥有最低的甲烷排放因子0.17g/km，LDGV-2型则有最低的二氧化碳排放因子153.8g/km。这些实验结果符合2012年的实验。

当仅考虑甲烷排放因子时，重型柴油车最高，并且不同于轻型柴油车和轻型天然气车（后两者相似），当仅考虑二氧化碳排放因子时，重型柴油车最高，且区别于其他两种。轻型柴油车与轻型天然气车两者类似。然后，考虑行驶里程与燃油消耗时，测试方差展现出这两种机动车类型的结论不是那么显著的不同了。

以及，一次测试包括一辆轻型柴油车和九辆轻型天然气车，分别有3000cc和1600c的发动机。考虑行驶千里数时（40850-125422km），两种污染物排放因子数值相似（由使用的里程碑确定）。考虑平均速度时（29.8-34.3km/h），两者没有明显的区别。关于燃油消耗，轻型燃油车同轻型天然气车的甲烷排放因子没有区别。相对的，任何一种机动车二氧化碳排放因子的测试都揭示了对于不同车型，区别非常明显。表格2展示了不同种类发动机的燃油消耗，下面将概述结果。

对于速度为23.5km/h，燃油消耗为1.7km/l的重型柴油车，甲烷和二氧化碳的排放因子分别是7.22和919.6g/km。这些结果同2012年和2008年的两组应用底盘压力计研究机动车排放甲烷和一氧化碳的实验相符。他们的实验发现重型柴油车压缩天然气消耗和甲烷排放较低，但是因为发动机的不完全燃烧，一氧化碳排放比例很大。

对于速度为34.3kn/h，燃油消耗为9.1km/l的轻型柴油车，甲烷和二氧化碳的排放因子分别是0.17和169.8g/lm。同轻型天然气车相比，轻型柴油车的甲烷排放因子更低，但是二氧化碳排放因子较高。这是因为两种车采用的发动机不同。在柴油发动机燃油消耗过程中，空气压缩系统引起比天然气发动机更高的压力和温度，导致消耗燃油到二氧化碳的转化速率更高。这些结果同2009年和2012年香港底盘压力计实验相符。

轻型天然气车利用曼谷驾驶循环驾驶模式，使用两种平均速度，26.3km/h和33.4km/h。当把样本根据行驶千里数分类时，LDGV-1是里程碑为44765km，燃油消耗为10.8l，平均甲烷和二氧化碳排放因子分别是1.24和162g/km。LDGV-2的里程碑为44790km，燃油消耗为11.4lm/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是0.93和153.8g/km。LDGV-3的里程表是61337km，燃油消耗为9.9km/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是1.03和168.1g/km。LDGV-4的里程表是61361km，燃油消耗为10.4km/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是0.42和164.2g/km。LDGV-5的里程表是72178km，燃油消耗为10.8km/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是0.43和163.9g/km。LDGV-6的里程表是103906km，燃油消耗为10.1km/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是1.14和162.2g/km。LDGV-7的里程表是103903km，燃油消耗为10.3km/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是0.34和162.9g/km。LDGV-8的里程表是125339km，燃油消耗为10.2km/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是1.30和171.0g/km。LDGV-9的里程表是125422km，燃油消耗为10.6km/l，平均产生甲烷和二氧化碳排放因子分别是1.14和162.2g/km。此次试验中的甲烷排放因子符合2003,2005和2009的实验结果，同时二氧化碳排放因子符合2008年的实验结果。

3.2甲烷、二氧化碳排放因子与里程表、平均速度和天然气燃油消耗相比

甲烷排放因子和二氧化碳排放因子同里程表和天然气燃油消耗的调查结果细节如下。

重型柴油车，同轻型柴油车和轻型天然气车相比，因为更大的发动机和更多的行驶里程，所以拥有更高的甲烷和二氧化碳排放因子。又及，它的驾驶速度更低，燃油消耗更高。

轻型柴油车的平均甲烷排放因子和二氧化碳排放因子平均分别是0.34-1.24g/km和153.8-168.1g/km。根据里程碑分类，比较样本组分为LDDV,LDGV-1和LDGV-2(里程表分别是40850,44765和44790km)，LDGV-3和LDGV-4(里程表是61337和61361km)，LDGV-5(里程表是72178km)。实验结果表明LDGV-3和LDGV-4样本组内成员在排放因子上的区别不是很明显，但是LDDV,LDGV-1和LDGV-2样本组内成员区别明显。LDGV-6，LDGV-7，LDGV-8和LDGV-9四组之间排放因子的区别不明显，但同其他组的区别非常明显，正如图1所示。

重型柴油车的平均甲烷排放因子和二氧化碳排放因子分别为12.8和259.8g/km。这些值高于轻型柴油车（0.11和3.121g/km）。前者同意也比轻型天然气车（平均排放因子为0.11-0.39g/kg和0.0-1.58g/km）高。

在三种机动车的，甲烷和二氧化碳排放因子比例方面，轻型天然气车比例最高为0.20-0.42，而平均仅为0.27，远高于重型柴油车的0.05和轻型柴油车的0.03。实验结果表明轻型天然气车排放的甲烷和二氧化碳同其他车相比拥有更高的比例。细节如表2所示。

在燃油消耗方面，不同车型产生的排放因子不同。在甲烷排放因子方面，同其他两种车型相比，轻型柴油车的值最低。这是因为发动机的尺寸和类型不同。轻型柴油车和重型柴油车的柴油发动机中，在高温高压下消耗之前，空气已经被压缩到活塞。这导致甲烷能够被烧掉而且与其他相同尺寸的天然气发动机相比，更高比例的转换为二氧化碳。由于更大和更重的发动机，重型柴油车产生更高的甲烷和二氧化碳排放因子。

3.3 与国际数据相比甲烷和二氧化碳排放因子

此次试验中的甲烷和二氧化碳因子，由泰国所使用的（并由国际机构认证的）三种机动车类型所产生。天然气车产生的甲烷排放因子没有应用千米单位，因为数量非常小而且这种类型实验在泰国不流行。对于二氧化碳排放因子定义为千米，根据这次演技，可以发现二氧化碳排放因子数值同欧盟的排放因子相符，但低于美国交通局发布的相关数值（如表3）。

四.结论

重型柴油车的甲烷和二氧化碳排放因子都比其他车型药膏。因为不同种类的发动机，影响了温室气体的排放，轻型柴油车和轻型天然气车的甲烷排放因子不同，但两种车型的二氧化碳排放因子是相似的。此实验室研究中针对不同类型机动车的甲烷和二氧化碳因子是泰国机动车行驶的真实状况。这些因子因机动车类型不同而有差异。此实验结果可以应用于评估绿色气体排放通过任何需要研究排放因子的方法，特别在机动车排放甲烷和二氧化碳方面。

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