中国机动车温室效应污染物排放清单及其削减潜力研究

【摘要】近年来中国汽车工业保持高速发展,产销量连续五年居世界首位。机动车排放已成为中国城市和区域大气污染的主要来源之一,也是温室效应污染物排放中增长最快的领域之一。机动车排放的温室效应污染物主要有CO2、CH4、N2O、HFC-134a和黑碳,目前中国机动车温室效应污染物排放研究多集中于C02和黑碳,鲜见CH4、N2O和HFC-134a等的排放研究,对三者的单车排放水平和总排放量更缺乏足够认识。由于没有可靠的数据和技术支持,政府很难对机动车排放的各种温室效应污染物进行全面控制。本研究选取轻型车、摩托车和重型车共106辆,进行了实验室台架和实际道路排放测试,结合广泛的文献调研和国内10余座典型城市的实地调查,获得了中国机动车活动水平及排放特征数据。在此基础上,建立了2010年中国机动车CO2、CH4、N2O、HFC-134a和黑碳排放清单,并进一步开展了2020年不同控制情景的预测,对机动车温室效应污染物的减排潜力进行了分析,为决策者开展排放控制提供参考依据和技术支持。研究得出了以下主要结论和建议：(1)测试轻型车的CO2排放因子为132～286g/km,且天然气车排放显著低于汽油车,平均降低约22.31%。测试重型车的CO2排放因子为376～1246g/km,受发动机功率和车辆负载等影响较大；由于公交车多处于低速运行状态,其C02排放因子显著高于重型货车。轻型汽油车的CH4排放因子为0.017～0.064g/km,而天然气车CH4排放平均值高达1.11g/km,摩托车CH4排放因子为0.029～0.054g/km。轻型汽油车的N20排放因子为0.008～0.076g/km,柴油货车的N20排放非常低,其最大值约为0.014g/km,摩托车的N20排放因子则为0.014～0.025g/km。重型柴油车黑碳排放因子为0.11～1.32g/km,占其PM2.5排放因子的39.36%；相比之下,轻型汽油车排放的颗粒物中黑碳含量较低,排放因子仅为0.002～0.033g/km,占其PM2.5排放量的9.40%。由于车辆测试样本有限,建议未来进一步扩大样本数量,以更好地反映整个车队的排放水平。(2)2010年中国机动车CO2、CH4、N2O、HFC-134a和黑碳等温室效应污染物的排放总量分别为6.78x108t、25.13x104t(527.80×104tCO2当量)、6.02×104t(1866.23×104tCO2当量)、1.18x104t(1530.92x104tCO2当量)和9.78×104t(6651.73×104tC02当量),共计7.83×108tCO2当量。CO2和黑碳分别占机动车温室效应污染物总排放的86.50%和8.49%(以C02当量计),因此二者仍是机动车温室效应污染物减排的重点。而CH4。N2O和HFC-134a在机动车温室效应污染物总排放中的分担率共计为5.01%,其中N2O和HFC-134a的分担率较为显著,分别为2.38%和1.95%,而CH4排放分担率最小,为0.67%。分析各车型的排放分担率可以得出,对CO2贡献最大的是重型柴油车和轻型汽油车,其排放控制往往通过提高动力系统能效、使用低碳燃料来实现。对于黑碳排放,重点应控制重型柴油车。对于CH4减排,轻型汽油车和天然气出租车应作为重点车型,且天然气车单车减排的效果将更为显著；对于N20减排,应首选轻型汽油车；对于HFC-134a,轻型轿车是排放控制的主要车型。(4)基线情景下,2020年中国机动车CO2、CH4、N2O、HFC-134a和黑碳等温室效应污染物的排放总量分别为9.03×108t、39.31×104t(825.44×104tCO2当量)7.47×104t(2314.60x104tCO2当量)、3.23×104t(4195.41×104tCO2当量)和5.07×104t(3449.58×104tCO2当量)。在此基础上,综合考虑执行加严的排放标准、使用替代燃料(天然气)、制冷剂回收和制冷剂替换四个减排情景,执行更为严格的排放标准效果最为显著,可减排13.16%,即1.23×108tCO2;其次是制冷剂替换,将HFC-134a替换为HFO-1234yf,减排比例为2.06%；使用替代燃料(10%轻型车汽油车和5%重型柴油车使用天然气)可减排1.00%,但会导致CH4排放增加；制冷剂回收的减排效果相对较差,减排比例仅为0.45%。
【作者】何立强；
【导师】胡京南；
【作者基本信息】中国环境科学研究院，环境工程，2014，硕士
【关键词】机动车；排放清单；CH4；N2O；黑碳；

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