2024年4月2日，由中機科（北京）車輛檢測工程研究院有限公司指導，《工程機械與維修》雜志主辦，匠客工程機械承辦的“2024中國工程機械年度產品TOP50頒獎典禮”在北京盛大舉行。在工程機械產品發展（北京）論壇上， 太原科技大學高有山教授發表了題為《車用柴油、CNG及HCNG燃料生命周期分析》的精彩主題演講。

太(tai)原科(ke)技大學 高有山(shan)教授(shou)

中(zhong)國工程機(ji)械行業(ye)對于碳足跡(ji)研(yan)究和排放問題都比較關(guan)注。基于我國(guo)和(he)全球的(de)能源需(xu)求(qiu)、使用和(he)今后的(de)預測情況(kuang)，對(dui)于車用的(de)NG及H2等燃料(liao)進行研究。

車(che)用NG及H2燃料

天然氣是石油資源(yuan)的(de)重要(yao)補(bu)充，開(kai)發利用程度比石油低，燃燒(shao)CO2排放比石油低。H2的(de)燃燒(shao)產物為(wei)H2O, 無HC排放，可通過(guo)多(duo)種(zhong)途徑(jing)使用礦(kuang)物能源(yuan)或可再(zai)生能源(yuan)生產。

在研究過程中，我提(ti)出(chu)一種新的思路(lu)，HCNG(摻氫天然(ran)(ran)氣(qi))，汲取兩種氣(qi)體(ti)的優點，燃(ran)燒速(su)率比CNG快，體(ti)積熱值比H2高，CO2排放比天然(ran)(ran)氣(qi)低(di)，采用稀薄燃(ran)燒技(ji)術可提(ti)高燃(ran)燒熱效率。CO2排放對(dui)比，HCNG比純CNG，CO2排放顯著(zhu)降(jiang)低。

燃料(liao)生(sheng)命周期分析

燃料生命周期分析 (WTW，Well-To-Wheels—油井到車輪)：可用來分析新能(neng)源(yuan)、替代能(neng)源(yuan)及(ji)不同(tong)車輛技(ji)術的能(neng)量消耗、溫室氣體及(ji)其他污染物(wu)排放。

要(yao)在燃料的(de)整個生(sheng)命周期(qi)，進行評價，是否符合我(wo)們的(de)排放(fang)和能耗要(yao)求。

主要分析的階(jie)段(duan)(duan)包含燃(ran)料(liao)(liao)生產(chan)階(jie)段(duan)(duan)和車輛運行(xing)階(jie)段(duan)(duan)。燃(ran)料(liao)(liao)生產(chan)階(jie)段(duan)(duan)(WTT,Well-To-Tank)，燃(ran)料(liao)(liao)生命(ming)周期(qi)上(shang)游(you)階(jie)段(duan)(duan)；車輛運行(xing)階(jie)段(duan)(duan)(TTW,Tank-To-Wheels)，燃(ran)料(liao)(liao)生命(ming)周期(qi)下游(you)階(jie)段(duan)(duan)。

國內外汽(qi)車生(sheng)命周期研究

研究范圍涵(han)蓋車用能源(yuan)、車輛部(bu)件、車輛動力(li)和車輛用途等(deng)方面。

大型客車用燃料WTW分析內(nei)容及方法 

NG燃(ran)料和H2的生產路線，各有五種和十二種技術路線，我們分析不同生產路線背后的成本。

WTW分析系統參數及評(ping)價指標

大型客車WTW階段(duan)能量消耗和排放(fang)計(ji)算 

天然氣(qi)的溫室氣(qi)體排放比柴油低得多。

通過(guo)大型客車WTW階段能量消耗和排放計算 ，我們得出以(yi)下結論。

全體大型客車燃料消耗量均值為23.11 L·(100km)^-1。TTW階段單(dan)位能(neng)量消耗(hao)為330.76 g·(kWh )^-1。WTW階(jie)段(duan)的(de)能量消耗  4.7889 GJ·GJ^-1。WTW階(jie)段的溫室氣體排放335kg·GJ^-1。TTW 階段大(da)型客車用20HCNG燃料比柴油可減(jian)少溫室氣體排放量最高達35%。大(da)型客(ke)車WTW階段的一次能源消耗：CNG、HCNG <柴(chai)油。

對于溫室(shi)氣體(ti)排(pai)放來說，CNG、20HCNG<柴油(you)。

針對PM排放來(lai)說，TTW階段： CNG、HCNG≈0；WTW階段：CNG、HCNG <柴(chai)油。針對SO2排放來(lai)說(shuo)，TTW階段： CNG、HCNG ≈ 2%柴油；WTW階段：CNG、HCNG > 1.7柴油。針對CH4排放來說，WTW階段：CNG、HCNG ≈( 7.67～9.79) 柴油(you)燃料；NOx和CO排放；WTW階(jie)段：CNG、HCNG >柴油(you)。