基于GREET模型的氢燃料电池机车全生命周期碳排放与能耗分析

全球性的能源问题和环境问题正日益严重,在实现“双碳”目标的背景下,铁路运输部门需要选择低碳、绿色的燃料。相比较传统柴油动力内燃机车和电力机车,氢燃料电池机车在碳排放与能耗方面的优势值得探究。GREET模型是由美国阿贡国家实验室开发的计算机模拟软件,被广泛地应用于对车辆的能源与环境影响研究中。基于GREET模型,利用WTW (Well-to-Wheels)评价体系对氢燃料电池机车全生命周期的碳排放与能耗效应进行测算。通过与其他车型的对比研究发现:氢燃料电池机车的全生命周期能耗相比内燃机车降低了19.67%,与电力机车相近;氢燃料电池机车的全生命周期碳排放显著低于电力机车和内燃机车。本研究填补了行业中对我国氢燃料电池机车能耗与环境影响方面的研究空白。

基于GREET模型的汽车材料轻量化能耗评价研究

针对美国Argonne国家实验室开发的GREET模型,运用全生命周期评价理论对汽车轻量化进行能耗评价。首先确立了能耗评价系统的边界,然后建立了适用于汽车主要材料的能耗计算模型,并提出了汽车使用、组装以及报废回收阶段的能耗计算方法。选取丰田Prius车型作为实例,结合计算模型和GREET软件,对轻量化Prius及普通的Prius汽车车身进行全生命周期的能耗比较计算及敏感性分析。结果表明,汽车轻量化可有效降低汽车的整个生命周期能耗。

中国语境下纯电动微型车全生命周期碳排放

为回答中国语境下纯电动微型车能够减碳多少,建立了针对中国语境下的纯电动微型车的全生命周期碳排放的评估模型。基于一组1030车·天的纯电动微型车的典型出行数据,使用了与交通有关的温室气体、排放及能耗的全生命周期碳排放核算模型—GREET,该模型包括:制造环节(CTG)、能源周期(WTW)和回收环节(GTC)。结果表明:中国内地纯电动微型车的日均出行里程37.2 km,73.1%的日出行里程低于50.0 km;在2021年平均电网、采用新欧洲驾驶循环(NEDC)的条件下,纯电动微型车全生命周期CO_(2)当量碳排放为26.8 t,比同级别内燃机汽车低约33%。其中的72%的排放来自纯电动微型车WTW环节,其CO_(2)当量碳排放为19.3 t。电网清洁化程度的提升和动力电池回收比例的增加,将有助于进一步降低纯电动微型车的碳排放。

基于GREET模型的新能源汽车污染排放特征分析

利用美国阿贡国家实验室提出的"从油井到轮胎"(well-to-wheel,WTW)评价体系和交通运输中温室气体排放、排放控制和能源使用(greenhouse gases,regulated emissions,and energy use in transportation,GREET)交通运输仿真模型,采用控制变量的方法分析了传统汽车和新能源汽车在排放量和能耗方面的区别,同时以4个能源结构差异明显的国家为例,对电动汽车从能耗和排放两个方面进行了环境性方面的分析.从模拟输出数据可以看出,以新能源为主的国家比较适合发展纯电动车,其排放量明显小于以化石能源为主的国家的排放量,可见研究能源结构和电源结构对新能源汽车的环境性影响意义较大,为政府和企业的决策提供了相应的对策和建议.

基于GREET的纯电动公交车与传统公交车全生命周期评估

随着纯电动公交车在城市公共交通中应用越来越广泛,需要对纯电动公交车和传统柴油公交车进行全生命周期评估,并分析推广纯电动公交的可行性.通过美国阿贡实验室开发的GREET(greenhouse gases,regulated emissions,and energy use in transportation model)软件,充分考虑油井-油泵、公交车运行、车身系统制造、液体系统制造、ADR(装配、报废和回收质量)以及电池制造等6个阶段能耗,结合公交车车型信息和路况信息,构建公交模型,并对公交模型进行能耗模拟、排放物模拟和经济效益评估.结果表明,若车身长度为12 m,车身质量为18 t时,纯电动公交车运行过程能耗仅占其总能耗的31.1%.相较于传统公交车,纯电动公交车全生命周期能耗减少29.1%,全生命周期内VOC、CO、NO_x等污染物排放量分别减少8.7%、36.7%、50.2%,温室气体CO_2的排放量减少19.7%.若公交车队规模为20辆,纯电动公交车使用年限为8 a,则纯电动公交车比例需超过12.7%才能实现盈利,单辆纯电动公交车若实现盈利至少需要3 a.

基于GREET模型的新能源汽车全生命周期的环境与经济效益分析

运用GREET模型和WTW体系,对比分析汽车全生命周期内,传统内燃机汽车和三种新能源汽车(纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车)的能源消耗量和污染物排放量,并对其进行货币化,得到的结果如下:1)从耗能上看,在相同的能源结构与技术路线下,新能源汽车相较于传统内燃机汽车更能节约能源的使用。纯电动汽车(BEV)的全生命周期能耗最小,与传统内燃机汽车相比减少了42%。2)从排放的污染物总量上来看,新能源汽车对温室气体的减排效应明显,混合动力汽车、燃料电池汽车、纯电动汽车相比传统内燃机汽车的温室气体减排效应分别为5.78%,32.86%,21.54%,而对酸雨污染物和固体颗粒物,新能源汽车反倒加重了排放,纯电动汽车相比传统内燃机汽车,对酸雨污染物的排放增加了35.36%。3)从总成本角度分析,除了氢燃料电池汽车以外,其他新能源汽车的成本均低于传统内燃机汽车。4)发展新能源汽车尤其是纯电动汽车,在一定程度上利大于弊,其排放缺点可随着中国能源结构的改善而改变。

天津货运“公转铁”综合效益分析

为评价天津货运“公转铁”综合效益,首先结合货运“公转铁”公益性、外部性与绿色经济的特征,确定天津货运“公转铁”综合效益包含经济效益、社会效益、环境效益,并综合运用文献研究法、频度分析法构建天津货运“公转铁”综合效益评价体系;其次利用GREET模型等进行天津货运“公转铁”综合效益指标数据收集,并利用熵权法计算评价指标权重,据此估算出2018—2021年天津货运“公转铁”综合效益值分别为2 113万元、4 422万元、5 320万元、6 356万元。研究结果表明,天津货运“公转铁”的综合效益逐年波动上升;综合效益中以经济效益为最大,社会效益次之,环境效益最小;综合效益随货运量增长而增长,反之亦然,并且其综合效益是一个随着时间的推移而不断动态变化的结果。

我国HEV废旧镍氢电池包中稀贵金属资源化利用环境效益分析

废旧动力电池包中含有丰富的镍、钴、稀土等稀贵金属,其资源化利用是实现混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle,简称HEV)全生命周期绿色化管理的重要内容之一。随着HEV的不断发展,动力电池包在未来几年将逐渐进入批量报废阶段,其资源化利用的环境效益成为值得关注的问题。鉴于此,以丰田混合动力汽车镍氢电池包为研究对象,利用GREET模型和LIME值法测算出,相比于原生矿开采,单位废旧镍氢电池包中稀贵金属资源化利用所产生的环境效益为1083元;根据报废周期,对我国市场上现存的HEV镍氢电池包的未来报废情况进行预测。结果表明,这些电池包将从2018年开始迎来报废,在2021年达到报废高峰,至2024年基本完成报废;预计其稀贵金属资源化利用的环境效益,可累计达9421万元。提出了加强废旧动力电池回收体系和资源化利用体系建设的政策建议。

中国社会文化背景下社会网络资本的测量

本文提出了一套由网络规模、网顶、网差、网络异质性、网络的密度所构成的社会网络资本的测量模型。基于2003年和2006年中国综合社会调查数据,借助结构方程模型的方法,验证了这个测量模型在中国社会文化背景下具有良好的信度和效度;同时,也说明了春节拜年网是测量中国人社会网络资本的有效工具。

发电侧电源结构对纯电动汽车节能减排的影响及优化

为探究和实现纯电动汽车的节能减排效益,采用GREET模型测算了全生命周期纯电动汽车及燃油汽车的能耗和排放,并采用LCOE模型估算了不同发电项目的度电成本,提出通过调整发电侧电源结构来实现纯电动汽车节能减排和经济效益的优化。研究表明:一是在2017年和2020年电源结构条件下,纯电动汽车全生命周期的SOX和CH4排放高于燃油汽车;二是在2020年规划的电源结构基础上,将火力发电占比的52.45%转移至核能、风力、水力和光伏等清洁能源,纯电动汽车实现节能减排效益;三是考虑加权度电成本因素,将核能发电占比提升至55.35%,可同时实现纯电动汽车的能源环境效益和经济效益。

电动汽车全生命周期节能减排效益分析及环境影响评价

为探究电动汽车在全生命周期是否仍具有良好的节能减排效益,论文以插电式混合动力汽车(PHEV)和纯电动汽车(BEV)为研究对象,采用生命周期评价方法和GREET模型,对能源消耗及污染排放情况进行计算,并对比传统汽车(GICEV),以评价其环境效益。研究得出以下结论:1)两种电动汽车全生命周期总能耗均低于传统汽车,PHEV和BEV相对于GICEV分别减少18.94%和24.27%,在车辆行驶阶段体现出明显的节能优势;2)相比于GICEV,两种电动汽车对CO2、NOx、CO和VOC的排放量均有不同程度的下降,其中BEV对CO和VOC的减排效果最好,分别减少了90.34%和44.39%,但SOx的排放量增至GICEV的2.57倍,综合来看,PHEV和BEV的环境影响负荷分别比GICEV下降了24.25%和40.72%;3)考虑负外部性时,电动汽车的纯经济成本更接近于真实成本,有利于减排;4)在未来我国能源结构得到优化的前提下,推广电动汽车的效益会更加可观。

基于LCA的新能源轿车节能减排效果分析与评价

新能源汽车在行驶过程中具有节能、环保等优点,在我国目前汽车保有量激增、能耗总量和温室气体排放量不断增大,城市交通对城市空气污染贡献日益增加的情况下,应用和推广新能源汽车被视为替代传统汽车、减缓环境危害的重要工具,但其生产阶段的能耗及污染问题同样不容忽视.因此,本研究运用生命周期评价(LCA)方法,选用美国阿贡国家实验室开发的GREET模型,对混合动力轿车、纯电动轿车、氢燃料电池轿车、E10乙醇汽油轿车4类新能源轿车在车辆制造、燃料及电力生产、行驶、拆解4个阶段的能耗及主要大气污染物排放进行了分析计算,并与传统汽油轿车进行比较.结果表明,同传统汽油轿车相比,4种新能源轿车的全生命周期能耗有不同程度的降低,其中,纯电动轿车在降低能耗方面最具优势.同时,4种新能源轿车全生命周期综合环境影响均低于传统汽油轿车,其中以氢燃料电池轿车的综合环境影响最小.

中国氢燃料电池车燃料生命周期的化石能源消耗和CO_2排放

氢燃料电池车(FCV)具有运行阶段高能效和零排放的优点,近年来得到快速的商业化发展.氢能生产具有多种技术路径,不同路径的能源和环境效益存在显著差异.本研究采用生命周期评价方法,运用GREET模型对不同氢燃料路径下的FCV燃料周期(WTW)的化石能源消耗和CO_2排放进行了全面评价.选取了多种制氢路径作为评价对象,建立了中国本地化的FCV燃料生命周期数据库,在此基础上分析了FCV相对传统汽油车的WTW节能减排效益,并和混合动力车和纯电动车进行比较.结果表明,使用可再生电力和生物质等绿色能源制氢供应FCV能取得显著的WTW节能减排效益,可削减约90%的化石能耗和CO_2排放.在发展相对成熟的传统能源制氢路径中,以焦炉煤气制得氢气为原料的FCV,能产生显著的节能减排效益,其化石能耗低于混合动力车,CO_2排放低于混合动力车和纯电动车.结合对资源储备和技术成熟度的考虑,我国在发展氢能及FCV过程中,近期可考虑利用焦炉煤气等工业副产物制氢,并且规划中远期的绿色制氢技术发展.

社会化养老服务体系中的关爱问候网络构建模型与方法

随着社会经济的快速发展,人口老龄化问题日趋严重,构建合理的社会化养老服务体系成为当务之急。在政府的引导下建立关爱问候网络,将是社会化养老服务体系中的重要组成部分。它将关爱者与被关爱者通过各种要素联系起来,其构建机理是一类双边匹配问题,构建的合理性将影响网络的高效运行。针对关爱问候网络的集中式构建模式,以最大化网络的总体匹配度为目标建立匹配优化模型,提出了标准型和扩展型两类算法。计算实验结果表明,标准型算法更加有效。

深圳市纯电动泥头车减污降碳协同效益评价研究

新能源汽车替代传统燃油车是减缓能源与环境压力并如期实现“双碳”目标的重要途径,但在重型车辆、工程车等领域推广较为缓慢.深圳市自2019年开始推广使用纯电动泥头车,并计划到2025年新能源环卫、泥头车数量达到8000辆.为深入探究纯电动泥头车替代柴油泥头车所产生的减污降碳协同效益,本研究基于一手调研数据,采用生命周期评价方法并结合GREET模型,对比分析了两类泥头车在燃料周期、车辆周期和配套设施周期3个周期内的能耗、主要空气污染物及碳排放情况.结果表明,纯电动泥头车全生命周期内能耗较柴油泥头车可减少36.2%,主要污染物如NO_(x)、SO_(2)、VOC和PM_(2.5)降幅分别达81.3%、37.8%、29.0%和25.9%;温室气体(GHGs)排放强度减少14.4%,基准情境下2030年和2050年推广纯电动泥头车GHGs累计减排量分别为71.4万t和258.5万t.尽管节能减排效果显著,但其初始购置和售后维保成本过高是制约其推广的最主要因素,通过降低车辆及电池生产制造成本、提高充换电设施数量及售后维保能力等有望加快泥头车纯电动化.