车用燃料生命周期评价
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新能源汽车生命周期与环境影响评估近年来,新能源汽车(NEV)因其潜在的环境优势和可持续性受到越来越多的关注。
随着全球范围内对交通工具碳排放的重视,新能源汽车的生命周期与环境影响评估也逐渐成为了重要的研究领域。
全面评估新能源汽车的生命周期不仅需要考虑生产、使用和回收等各个环节的环境影响,还要对这些影响进行量化以便进行有效的政策制定和技术改进。
新能源汽车主要包括电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和氢燃料电池汽车(FCEV)。
在生命周期评估(LCA)中,新能源汽车的影响评估可以分为几个主要阶段:原材料提取与加工、生产与组装、使用与维护、退役与回收。
原材料提取与加工是新能源汽车生命周期的第一阶段。
对于电动车而言,锂、钴、镍等金属是电池制造的重要原材料。
这些金属的开采和加工过程常常涉及到大量的能源消耗和环境污染。
例如,锂矿的开采可能导致水资源的耗损和土壤质量下降。
此外,某些金属的开采可能伴随有重金属污染等环境问题。
为了降低这一阶段的环境影响,许多研究正在探索如何通过循环经济手段改进材料的使用,从而减少对原料的需求。
生产与组装阶段涉及新能源汽车各个部件的制造、组装以及相关配套设施的建设。
在这个过程中,不同类型的新能源汽车在能耗和排放方面存在显著差异。
例如,电动车在动力电池生产过程中的能耗和二氧化碳排放远高于传统燃油车,而氢燃料电池车则需要至少经历现阶段对氢气提取和储存的过程,这也涉及到能源消费及环境影响。
这一阶段的研究往往聚焦于技术进步与区块链等新兴技术如何优化生产流程,以降低资源浪费和能源消耗。
使用阶段是评估新能源汽车环境影响的重要环节。
根据使用能效和所用能源类型,这一阶段对环境的影响可能具有很大的差异。
电动车通过直接使用电力驱动零排放,然而如果其所用电力来自煤炭等高碳资源,其总体CO2排放量也可能相对较高。
因此,电网构成、充电桩分布以及整合可再生能源等因素都会对电动车的环境性能带来显著影响。
汽车生命周期示意图(日本2000年例,假设汽车寿命10年,10万公里)电动汽车用电来自发电厂,由于日本核电、水电、石油火力等的比排放量相对较小。
例较大,CO2(植树:1000日元/吨-CO,排出权:1002适于社会持续性发展的LCA方法(Strategic Integrated LCA Technology for a Sustainable Society)∙如何评价制品导入对社会的影响1993年前为假设变频控制、无刷电机等技术∙计算结果–冷媒回收的影响∙计算结果–排出量变化趋势要实现京都议定书的目标,使得2010年的排放量与1990年持平,冷媒回收率应大于60.4%性能评价指标环境友好材料评价例1 中压开关中的绝缘拉杆Benchmark -optimum valueBoundary condition -minimum value acceptable方法1 (环氧取中间值3)方法2PC 聚碳酸酯,PBT聚对苯二甲酸乙二酯,PPS聚苯硫醚:∙Thermosets satisfy the functional performance but fail theenvironmental values∙Glass filled thermoplastics have higher functional & environmentalperformances than unfilled counterparts结构2:结构3:加速老化试验数据各年故障率和水树长分布诊断费用最佳更新基准:最佳交换周期:The relationship of feasibility rate and failure loss at different diagnosis expense (只考虑铁和铝的生产能耗分析计算利用忽略销售和报废处理的碳排放EV、GV制造阶段碳排放差异不大燃料生命周期评价月,美耗电特,中国电网结构:19.8%我国首批电动汽车试点省份分布图。
新能源汽车环境影响及能源效率分析1 生命周期分析法新能源汽车的环境及能源效益评价和分析需要综合考虑替代燃料本身及整车系统的影响因素。
现今国内外学者在对不同种类燃料汽车循环周期内的排放及能源效率进行研究时,通常采用生命周期法( life cycle analysis)对其性能指标进行分析和比较。
生命周期分析是一种用于评价产品在其整个生命周期中对环境产生的影响的技术和方法。
这种方法被认为是一种“从摇篮到坟墓”的方法。
汽车完整的生命周期包括两部分内容(如图1所示) :一部分是燃料生命周期,即燃料链中从原料提取、运输、精炼成为燃料、燃料运输至零售商,最后交付车辆使用;另一部分是车辆生命周期,即汽车从生产到使用,运行多年后直至车辆报废。
生命周期分析较为复杂, 必须做许多假设才能量化描述复杂和多样化的能源生产系统和车辆使用状况。
瑞士学者Jeremy Hackney等人在ADL (ArthurD. Little)燃料链分析模型( Integrated Fuel ChainAnalysisModel)基础上,结合对燃料链生命周期成本所作的研究工作,模拟不同种类车辆12年行驶周期的车辆模型,提出全生命周期模型。
该模型对替代燃料提供了技术和经济的分析和预测,未考虑税费的差别、补助金制度以及鼓励政策等影响因素,能够在同一水平基础上对不同种类的燃料及车辆技术的排放、能源效率及成本进行清晰的比较。
基于Jeremy Hackney等人应用生命周期模型的研究成果[ 1~5 ] ,本文对几种典型新能源汽车的排放物和能源转化效率与传统汽车进行了生命周期对比分析,主要分析以下几个方面的差异:1) 温室气体( CO2 ) 排放; 2 ) 排气污染物排放。
包括NOx +NMHC (氮氧化合物和非甲烷碳氢化合物等臭氧前驱物)排放, PM10(10μ以下的颗粒)颗粒物排放等; 3)能源效率; 4)生命周期成本。
2 环境影响分析图2所示为不同燃料汽车在从燃料生产到车辆使用的完整生命周期内,所排放的温室气体总量与生命周期成本间的关系。
新能源汽车的生命周期环境影响评估随着环境问题的日益严峻,新能源汽车作为替代传统燃油汽车的重要选择之一,以其减少尾气排放、降低空气污染等优势逐渐得到广泛关注。
然而,为了全面评估新能源汽车对环境的影响,我们需要进行生命周期环境影响评估。
一、生命周期环境影响评估的定义生命周期环境影响评估是一种系统的分析方法,旨在评估和比较产品、工艺或活动对环境产生的影响。
在评估新能源汽车的生命周期环境影响时,需要考虑从材料生产、制造、使用到报废处理等所有环节对环境的影响。
二、生命周期环境影响评估的主要内容1. 材料生产阶段:新能源汽车的制造中,需要大量的材料,包括金属、塑料、电池等。
其中,材料的获取和生产过程可能造成一定的环境影响,如矿石开采、能源消耗、水资源利用等。
评估新能源汽车的生命周期环境影响时,需要考虑这些材料的生产对环境的潜在影响。
2. 制造阶段:新能源汽车的制造过程也会对环境造成一定的影响。
例如,汽车生产过程中的废水排放、废气排放等都需要进行评估。
此外,制造过程中所需的能源消耗也是一个重要的评估点。
3. 使用阶段:相较于传统燃油汽车,新能源汽车在使用阶段的环境影响相对较小。
这是因为新能源汽车使用电能来驱动,无尾气排放,减少了污染物的排放。
同时,由于能源效率较高,新能源汽车也可以减少对化石燃料的需求,进一步降低环境污染。
使用阶段的环境影响评估主要围绕使用过程中的能源效率和尾气排放进行。
4. 报废处置:新能源汽车在使用寿命结束后需要进行报废处置。
在报废阶段,电池及其他部件的处理和回收对环境也会有一定的影响。
因此,在生命周期环境影响评估中,报废处理是不可忽视的环节。
三、生命周期环境影响评估方法在生命周期环境影响评估中,常用的方法包括生命周期评价、环境评价和影响评价。
生命周期评价是通过收集和分析有关新能源汽车整个生命周期的数据,定量评估其对环境造成的影响。
环境评价主要是对新能源汽车各个阶段的环境负荷进行综合评估。
新能源汽车全生命周期评价方法研究大家好,今天我们要聊的话题是关于新能源汽车的全生命周期评价方法。
随着环保意识的逐渐增强,新能源汽车作为未来汽车发展的主要方向,受到越来越多人的关注。
但是,要全面评价新能源汽车的优劣势,单纯看其使用阶段的节能减排效果是远远不够的,我们需要从整个生命周期的角度进行评估。
1.新能源汽车全生命周期评价的重要性我们要了解为什么需要对新能源汽车进行全生命周期评价。
新能源汽车的生命周期包括生产、使用和报废三个阶段,而在这三个阶段中,对环境影响的贡献是不同的。
只有全面评估这些影响,我们才能更准确地判断新能源汽车在整个生命周期中的环保性能。
2.新能源汽车全生命周期评价的指标针对新能源汽车的全生命周期评价,我们需要建立一套科学的评价指标体系。
这个指标体系应包括生产阶段的能源消耗、物质消耗、污染排放等指标,使用阶段的能效、排放物质、车辆维护等指标,以及报废阶段的废弃物处理、资源回收等指标。
只有综合考量这些方面,我们才能全面了解新能源汽车的真实环境表现。
3.新能源汽车全生命周期评价方法的研究进展目前,有关新能源汽车全生命周期评价方法的研究已经取得了一定的进展。
一些学者提出了基于生命周期评价(LCA)的方法,通过对新能源汽车整个生命周期的能耗、排放等因素进行量化评估,得出相对比较客观的评价结果。
还有研究者基于能源分析方法,从能源利用效率的角度评价新能源汽车的环保性能。
4.未来发展方向和建议未来,我们需要进一步完善新能源汽车全生命周期评价方法。
可以借鉴其他行业的研究成果,将生命周期评价与先进的数据分析技术相结合,提高评价结果的准确性和可靠性。
应该加强新能源汽车生产过程中的环保管理,推动产业链上下游企业的绿色转型,共同为环境可持续发展贡献力量。
新能源汽车全生命周期评价方法的研究至关重要,只有通过科学的评价方法,我们才能更好地指导新能源汽车的发展和推广,实现可持续的能源利用和环境保护。
新能源汽车全生命周期评价方法的研究是未来发展的必然趋势,只有不断完善评价体系,我们才能真正实现环境友好的汽车出行方式。
汽车生命周期示意图(日本2000年例,假设汽车寿命10年,10万公里)电动汽车用电来自发电厂,由于日本核电、水电、石油火力等的比排放量相对较小。
例较大,CO2(植树:1000日元/吨-CO,排出权:1002部分负荷特性寿命:70,100 hours (8 years, if operated 8,760 hours/year)寿命:40,300hours (4.6 years, if operated 8,760 hours/year)寿命:45,000hours (5.1 years, if operated 8,760 hours/year)Primary energy consumption(PE)(NMVOC: non-methane volatile organic carbons)SOFC的GWP值较高(原因:天然气催化生成氢气)ICE的AP值较高(原因:NO x产生量较大)ICE的TOPP值较高(原因:NO x产生量较大)MT部分负荷低于50%时,NMVOC增多例4 空调的生命周期成本Ref: J. Lin and G. Rosenquist, Energy Policy 36 1090–1095 (2008)生命周期成本LCC = 产品购买价格PC + 运行维护费用OC ⨯贴现系数PWF∙不同系统参数LCC(r: 贴现率)∙基本系统参数新的节能标准EER=3.2并非经济最佳点只考虑铁和铝的生产能耗分析计算利用忽略销售和报废处理的碳排放EV、GV制造阶段碳排放差异不大月,美耗电特9.7kWh/100km,燃料生命周期评价中国电网结构:19.8%我国首批电动汽车试点省份分布图 如何评价制品导入对社会的影响适于社会持续性发展的LCA方法(Strategic Integrated LCA Technology for a Sustainable Society)1993年前为假设变频控制、无刷电机等技术∙计算结果–冷媒回收的影响∙计算结果–排出量变化趋势要实现京都议定书的目标,使得2010年的排放量与1990年持平,冷媒回收率应大于60.4%性能评价指标环境友好材料评价例1 中压开关中的绝缘拉杆Benchmark -optimum valueBoundary condition -minimum value acceptable 评价权重方法1 (环氧取中间值3)方法2PC 聚碳酸酯,PBT聚对苯二甲酸乙二酯,PPS聚苯硫醚:∙Thermosets satisfy the functional performance but fail theenvironmental values∙Glass filled thermoplastics have higher functional & environmentalperformances than unfilled counterparts结构2:结构3:加速老化试验数据各年故障率和水树长分布诊断费用最佳更新基准:最佳交换周期:)设定一个警戒线,超过的设备缩短诊断周期The relationship of feasibility rate and failure loss at different diagnosis expense (。
新能源汽车动力电池回收利用潜力及生命周期评价共3篇新能源汽车动力电池回收利用潜力及生命周期评价1近年来,世界各国对环境污染和资源浪费的问题越来越重视。
新能源汽车作为一种清洁能源,越来越受到人们的关注和青睐。
但是,针对其动力电池的回收利用和生命周期评价问题,目前仍存在不少瓶颈。
本文将从新能源汽车动力电池的回收利用潜力和生命周期评价两个方面进行探讨。
一、新能源汽车动力电池回收利用潜力在当前新能源汽车电池回收利用的实践中,主要还是围绕铅酸蓄电池和镍氢电池展开。
它们的回收和利用基本都得到了一定的成熟度。
相较之下,锂离子电池和磷酸铁锂电池的回收利用还处于相对较初级的阶段。
不过,针对新能源汽车动力电池的回收利用,国内也在探索和推动。
1、回收利用成本问题实际上,新能源汽车动力电池由于材料和制造难度等因素,其回收利用成本大概是传统动力电池的2-3倍。
这其中,成本包括了回收的耗能、分解的压缩、分选的工艺等环节。
要保证回收电池中的各种材料得到有效的回收和处理,关键在于技术创新。
2、技术创新在技术创新方面,中国已经投入了大量的资金和人力,积极推进“十二五”科技计划、新能源产业投资、回收利用和再制造等政策。
国内此前就建立了一批新能源汽车动力电池生产和回收的基地,以实现全生命周期的管理。
同时,一些新材料和新技术也在不断涌现。
比如,某些国内企业研发出了多元化、多种功能的回收设备,可以进行晶体化、粉末制备等工艺,变成适合新能源汽车、储能设备等不同领域的高质量材料。
还有一种方法,即通过再制造成本较低的ION阴极材料,虽然目前在生产规模上尚有限,但也是一种期待的技术。
二、新能源汽车动力电池生命周期评价1、生命周期概述新能源汽车有其动力电池的生命周期,而其生命周期的评价和分析可以对于新型电池技术和产业的可持续发展和创新提供有力的支撑。
其生命周期概括来说,包括了产品设计、原材料生产、动力电池制造、车辆生产、使用回收和处理等阶段。
其中,每个阶段都涉及到诸多环境和经济成本等方面的评估。
车用能源生命周期评价研究上海交通大学 机械与动力工程学院提纲1研究团队介绍2主要研究成果研究团队车用能源生命周期评价研究- 车用能源生命周期评价研究-团队带头人黄震教授,教育部第二批长江学者, 黄震 国家杰出青年基金获得者。
上海交通大学副校长,上海交通大学 能源研究院院长,中海油-上海交大 新能源工程技术研究中心主任 中国工程热物理学会副主席,ILASSAsia副主席,国际二甲醚协会副主。
研究团队车用能源生命周期评价研究- 车用能源生命周期评价研究-主要负责人谢晓敏副教授 谢晓敏 2005年上海交通大学获博士学位,之后在香港大学担任高 级研究助理半年,2008年聘为副教授。
2009年6月-2010年 5月美国阿冈国家实验室访学一年。
第一作者在国际、国内权威期刊上发表相关文章近二十 篇,研究结果得到多方关注,相关英文文章被引用80多次。
近年来主持、参加国家自然科学基金、教育部重点基金以 及国际合作项目等10多项主要研究成果项目编号 1 2 3 4 5 6 7 项目名称 微藻柴油生命周期2E&W探索研究 探索研究 微藻柴油生命周期 生物柴油燃料全生命周期分析与研究 煤基车用燃料3E评价研究 煤基车用燃料 评价研究 中国替代燃料和新能源汽车产业发展研究 十二五新兴能源优先发展领域及重点任务 新一代国家能源模型研究与开发/面向企业的低碳可持 新一代国家能源模型研究与开发 面向企业的低碳可持 续能源战略决策模型 张江高科园区节能规划研究 项目来源 国际合作项目(横向) 国际合作项目(横向) 国家自然科学基金 日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)资 资 日本新能源产业技术综合开发机构 助,日本汽车研究所合作项目 国际合作项目(横向) 国际合作项目(横向) 国家能源局 中海油-上海交大(横向) 中海油 上海交大(横向) 上海交大 能源基金主要研究成果论文1. Xiaomin Xie, Michael Wang, and Jeongwoo Han, Assessment of Fuel-Cycle Energy Use and Greenhouse Gas Emissions for Fischer−Tropsch Diesel from Coal and Cellulosic Biomass. Environment Science & Technology., 2011, 45 (7), pp 3047–3053 2. Xie Xiaomin, Huang Zhen, Life Cycle Energy Use and GHG Emissions Assessment for DME from Coal, SAE: 2011-01-1959 3. Zhang Liang, Huang Zhen. Life cycle study of coal-based dimethyl ether as vehicle fuel for urban bus in China. Energy,2007.Volume 32, Issue 10, 1896-1904 , 4. Zhang Liang, Huang Zhen. Comparison of coal-based vehicle fuels from well to wheel in China. Journal of Shanghai Jiaotong University,2009.Volume 14, Number 2, , 210-214 5. Zhang Liang, Huang Zhen, Weijian Han. Well to wheel analysis of natural gas based vehicle fuels in China. Energy conversion and management (Submitted) 6. Zhang Tingting, Xie Xiaomin, Huang Zhen, .Life cycle land requirement, energy consumption and GHG emissions of biodiesel from microalgae in China, Renewable Energy (Submitted)主要研究成果论文1. 张亮 车用煤基二甲醚的生命周期能源消耗、环境排放与经济性研究,2007,博士论文, 张亮, 车用煤基二甲醚的生命周期能源消耗、环境排放与经济性研究, ,博士论文, 上海交通大学 2. 朱琪,生物柴油的生命周期能源消耗、环境排放与经济性研究,2008,硕士论文,上海交 朱琪,生物柴油的生命周期能源消耗、环境排放与经济性研究, ,硕士论文, 通大学 3. 许英武,生物柴油生命周期分析与发动机低温燃烧试验研究,2010,硕士论文,上海交通 许英武,生物柴油生命周期分析与发动机低温燃烧试验研究, ,硕士论文, 大学 4.谢晓敏,黄震,煤基 谢晓敏, 生命周期能耗以及温室气体排放评价, 谢晓敏 黄震,煤基DME、FTD生命周期能耗以及温室气体排放评价,华东地区内燃机学 、 生命周期能耗以及温室气体排放评价 会第十四届联合学术年会,山东.烟台 烟台, 会第十四届联合学术年会,山东 烟台,2011.08 5.许英武,谢晓敏,黄震,废煎炸油制生物柴油全生命周期分析,农业机械学报,2010, 许英武,谢晓敏,黄震,废煎炸油制生物柴油全生命周期分析,农业机械学报, , 许英武 41,99-103 , 6. 张庭婷,谢晓敏,黄震,生命周期评价在车用替代燃料中的应用,中国内燃机学会燃烧、 张庭婷,谢晓敏,黄震,生命周期评价在车用替代燃料中的应用,中国内燃机学会燃烧、 节能、净化分会, 节能、净化分会,2010.08. 7. 张亮,黄震 煤基车用燃料的生命周期能源消耗与温室气体排放分析 煤炭学报,2006,第 张亮,黄震. 煤基车用燃料的生命周期能源消耗与温室气体排放分析. 煤炭学报, , 31卷第 期,662-665. 卷第5期 卷第 8. 张亮,黄震,周校平,吴君华,鲁骏,张俊军 二甲醚城市公交客车的能量消耗仿真 汽车 张亮,黄震,周校平,吴君华,鲁骏,张俊军. 二甲醚城市公交客车的能量消耗仿真. 工程2007,第29卷第 期,71-74. 卷第1期 工程 第 卷第 9. 张亮,黄震 生命周期评价及天然气基车用替代燃料的选择 汽车工程,2005,第27卷第 张亮,黄震. 生命周期评价及天然气基车用替代燃料的选择. 汽车工程, 卷第5 , 卷第 期,553-556.主要研究成果煤基燃料:甲醇,煤制油,二甲醚…. 天然气基燃料:CNG,天然气制油…. 生物质燃料:乙醇,生物柴油,丙醇… 电:水电,风电,太阳能,核电….. 燃料电池,混合动力,电动车…..最新研究成果费托柴油生命周期评价WTW GHG Emissions (gram/mmBtu)250,000 200,000 150,000 Petroleum Diesel 100,000 50,000 0 0 (50,000) (100,000) (150,000) (200,000) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 RC w/o CCS OT w/o CCS RC w CCS OT w CCSWTW Fossil Energy Use (Btu/mmBtu)3,000,000Energy Value Based Allocation Market Value Based Allocation Displacement: U.S. Mix Electricity Displacement: Coal/Biomass IGCC Electricity2,500,0002,000,000300,0001,500,000250,000Biomass Mass Shares (%)1,000,000WTW GHG Emission (gCO2e/mmBtu)200,000 150,000 100,000 50,000 0Energy Value Bas ed Allocation500,0000 CTL w/o CCS OT CTL w CCS OT CB34TL w/o CCS OT CB50TL w/o CCS OT CB34TL w CCS OT CB50TL w CCS OT-50,000 -100,000 -150,000Market Value Based Allocation Displacement: U.S. Mix Electricity Displacement: Coal/Biomass IGCC Electricity Displacement: Coal IGCC with CCS [7]CB34TL w/o CCS OTCB50TL w/o CCS OTCB34TL w CCS OTCB50TL w CCS OTCTL w/o CCS OTCTL w CCS OT最新研究成果煤基二甲醚生命周期评价WTW GHG Emissions g/GJ 250000 200000 150000 100000 50000WTW Energy Use GJ/GJ0 CO2 Emission GHG Emission2.5 2 1.5 1 0.5 0Total Energy Fossil Fuels Coal Natural Gas PetroleumPetroleum Diesel Single DME Design DME/IGCC Design, displace China Mix Electricity DME/IGCC Design, displace Coal IGCC Electricity-0.5Petroleum Diesel Single DME Design DME/IGCC Design, displace China Mix Electricity DME/IGCC Design, displace Coal IGCC Electricity最新研究成果生物柴油生命周期评价300 200 100 0 -100 -200 -300 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0GHG emissions: Petroleum gCO2-eq/MJ consumption: MJ/MJCDM-BD100J-BD100M-BD20J-BD20Vehicle operation Fuel FeedstockCDM-BD100J-BD100M-BD20J-BD20Fossil energy consumption: MJ/kmCDM-BD100J-BD100M-BD20J-BD20最新研究成果PHEV生命周期评价最新研究成果EV生命周期评价相关研究成果中国第一辆LNG城市公交车 城市公交车 中国第一辆天然气储存罐公交车上的LNG发动机 发动机 公交车上的车上天然气储存罐相关研究成果中国第一辆DME城市公交车 城市公交车 中国第一辆Smoke free相关研究成果大气 石油 化石能源 化石能源 生物柴油 CO2煤生物乙醇生物质 生物质 生物柴油生物燃料: 生物燃料:碳中性 总体零CO2排放 总体零CO2排放 CO2 生物燃料发动机技术谢谢!。