CN108229793A - 一种新能源汽车节能减排分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车节能减排分析方法，步骤1：建立生命周期评价模型；步骤2：数据的获取；步骤3：模型结果与分析。本发明提供的一种新能源汽车节能减排分析方法，综合了国内大量产品生命周期评价研究的基础上，对传统汽油轿车及4种新能源轿车进行了较为完整的生命周期评价分析。新能源轿车全生命周期的综合环境影响潜值均低于传统汽油轿车，在环境效益方面也保有优势，其中，氢燃料电池轿车的环境影响最小。本文还将轿车的环境影响同人类活动的环境影响进行了类比，直观地反映了其影响程度的大小。

Description

一种新能源汽车节能减排分析方法

技术领域

本发明涉及一种新能源汽车节能减排分析方法，属于节能环保技术领域。

背景技术

目前，随着城市化进程的加快，我国汽车保有量急剧增加，至 2016年底，民用汽车保有量已攀升至8301．63 万辆。日益增加的车用燃油消费也推动了我国石油消费的持续增长，能源压力不断增大。

此外，汽车保有量的迅速增加也对城市大气环境质量产生了重要影响， 我国城市大气污染正逐渐由煤烟型污染向机动车尾气型污染转化，特大型城市如北京、上海、广州等都呈现出典型的尾气型污染特征。

目前，从全生命周期角度评价中国新能源汽车的能源及环境影响的研究较少，缺乏各种新能源汽车之间的横向比较。因此，本专利运用生命周期评价方法，以中国市场上代表性新能源轿车为研究对象，较为全面地分析比较其节约能源减少污染排放的效果。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新能源汽车节能减排分析方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种新能源汽车节能减排分析方法，包括如下步骤：

步骤1：建立生命周期评价模型；

步骤2：数据的获取；

步骤3：模型结果与分析。

作为优选方案，所述步骤1包括：生命周期评价范围包括：车辆制造燃料阶段、电力生产阶段、车辆使用阶段、报废拆解阶段，以一辆轿车行驶60万km为评价的功能单位，对各类型轿车全生命周期的能源消耗与主要的大气污染物排放，包括：CO2、Nox、Sox、CO、VOC、CH4和粉尘，进行清单分析以及环境影响评价，从而对各类型轿车做出比较。

作为优选方案，所述步骤2包括：2.1:研究对象的选取；2.2：清单分析。

作为优选方案，所述步骤2.1包括：以轿车为研究对象，选取了传统汽油车、混合动力车、氢燃料电池车、乙醇汽油车、纯电动车进行分析评估。

作为优选方案，所述步骤2.2包括：

2.2.1：车辆制造阶段，参考国内各型代表性轿车的参数，得到5种类型轿车的整备质量及除去电池轮胎、燃料后的剩余质量；在车身原材料的制造过程中，考虑钢、铁、铝、铜、镁、玻璃、塑料、橡胶、碳纤维、镍、铂共11种物质，计算各种原材料生产过程的能耗及环境污染物排放；

2.2.2：燃料和电能生产及车辆行驶阶段，假定轿车生命周期行驶里程为60万km，而不考虑使用时长，计算汽车动力生产及轿车行驶过程的能耗和排放；

2.2.3：轿车拆解报废阶段，轿车达到报废年限后，经过拆解，部分材料可以回收利用，计算拆解能耗。

作为优选方案，所述步骤3包括：3.1：全生命周期能源消耗评价；3.2：全生命周期环境排放影响评价。

作为优选方案，所述步骤3.1包括：各类型轿车全生命周期的能耗为汽车制造阶段动力生产阶段汽车行驶阶段和拆解阶段的数据之和。

作为优选方案，所述步骤3.2包括：

3.2.1：环境影响分类：各类型轿车的影响类型包括：全球变暖、酸化、光化学烟雾、烟尘和粉尘4种;

3.2.2：特征化：根据生命周期各阶段污染物排放的核算，综合得到各类型轿车全生命周期的环境污染物排放数据;

3.2.3：归一化与加权：为评估各类型轿车全生命周期的综合环境影响，构造了大气污染物环境影响当量指标APeq，将特征化结果进行加权归一化以反映各环境影响类型的线性加和效果;

3.2.4：环境影响指数：构建环境影响指数，将各类型轿车的环境影响同人类活动的环境影响进行类比。

有益效果：本发明提供的一种新能源汽车节能减排分析方法，综合了国内大量产品生命周期评价研究的基础上，对传统汽油轿车及4种新能源轿车进行了较为完整的生命周期评价分析。新能源轿车全生命周期的综合环境影响潜值均低于传统汽油轿车，在环境效益方面也保有优势，其中，氢燃料电池轿车的环境影响最小。本文还将轿车的环境影响同人类活动的环境影响进行了类比，直观地反映了其影响程度的大小。

具体实施方式

一种新能源汽车节能减排分析方法，包括如下步骤：

步骤1：建立生命周期评价模型：

生命周期评价范围包括：车辆制造燃料阶段、电力生产阶段、车辆使用阶段、报废拆解阶段，以一辆轿车行驶60万km为评价的功能单位，对各类型轿车全生命周期的能源消耗与主要的大气污染物排放，包括：CO2、Nox、Sox、CO、VOC、CH4和粉尘，进行清单分析以及环境影响评价，从而对各类型轿车做出比较。

步骤2：数据的获取：

2.1:研究对象的选取:轿车在我国机动车保有量中占有较大比例，将是今后新能源汽车推广应用的重要方向，因此，本专利以轿车为研究对象，选取了传统汽油车、混合动力车、氢燃料电池车、乙醇汽油车( E10)、纯电动车进行分析评估。

2.2：清单分析：

2.2.1：车辆制造阶段，参考国内各型代表性轿车的参数，得到5种类型轿车的整备质量及除去电池轮胎、燃料后的剩余质量，其中，汽车的整备质量指汽车的干质量加上冷却液和燃料( 不少于油箱容量的90%)及备用车轮和随车附件的总质量；在车身原材料的制造过程中，考虑钢、铁、铝、铜、镁、玻璃、塑料、橡胶、碳纤维、镍、铂共11种物质，假定所有钢材均为普通钢材，所有铝合金均为普通铝材，铜、橡胶、塑料、玻璃、塑料、橡胶、碳纤维、镍、铂不分型号和品种，均按总量计；计算各种原材料生产过程的能耗及环境污染物排放。

2.2.2：燃料和电能生产及车辆行驶阶段，由于我国目前使用的汽油大部分为 92#汽油，故本专利中传统汽油选择92#汽油；目前，中国燃料乙醇主要采用粮食作为原料，故本专利选择以玉米为乙醇燃料的原料代表，玉米种植过程的能耗为15621.13Btu/BU，且我国燃料乙醇生产多为湿法生产， 湿法乙醇生产能耗为50000Btu/Gallon。我国发电量组成为:火力发电，水力发电；发电站的效率为46%，电力输送损失率为7.52%; 根据机动车强制报废标准规定，轿车行驶60万km即达到报废标准，故假定轿车生命周期行驶里程为60万km，而不考虑使用时长，计算汽车动力生产及轿车行驶过程的能耗和排放。

2.2.3：轿车拆解报废阶段， 轿车达到报废年限后，经过拆解，部分材料可以回收利用，计算拆解能耗。

步骤3：模型结果与分析：

3.1：全生命周期能源消耗评价：各类型轿车全生命周期的能耗为汽车制造阶段动力生产阶段汽车行驶阶段和拆解阶段的数据之和。不同种类的轿车在各阶段的能源消耗具有不同特点，传统汽油车、混合动力车和乙醇汽油车在行驶阶段能耗较高，约占总能耗的75%，燃料及电能制造阶段次之， 再次为车辆制造阶段；混合动力轿车在燃料制造阶段的能耗最低，故氢燃料电池车和纯电动车的氢燃料和电能生产阶段的能耗在总能耗中占有较大比例，分别占40%和48%； 各车型在拆解阶段的能量消耗占比均较小。

3.2：全生命周期环境排放影响评价：

3.2.1：环境影响分类：各类型轿车的影响类型包括：全球变暖、酸化、光化学烟雾、烟尘和粉尘4种，其中，全球变暖涉及的污染物为CO2、CH4， 酸化涉及的污染物为Sox、NOx，与光化学烟雾相关的污染物为CH4、CO、Nox、VOC，烟尘和粉尘涉及的污染物为粉尘。

3.2.2：特征化：根据生命周期各阶段污染物排放的核算，综合得到各类型轿车全生命周期的环境污染物排放数据。

3.2.3：归一化与加权：为评估各类型轿车全生命周期的综合环境影响，构造了大气污染物环境影响当量指标APeq，将特征化结果进行加权归一化以反映各环境影响类型的线性加和效果。

3.2.4：环境影响指数：构建环境影响指数，将各类型轿车的环境影响同人类活动的环境影响进行类比。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：建立生命周期评价模型；

步骤2：数据的获取；

步骤3：模型结果与分析。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：所述步骤1包括：生命周期评价范围包括：车辆制造燃料阶段、电力生产阶段、车辆使用阶段、报废拆解阶段，以一辆轿车行驶60万km为评价的功能单位，对各类型轿车全生命周期的能源消耗与主要的大气污染物排放，包括：CO2、Nox、Sox、CO、VOC、CH4和粉尘，进行清单分析以及环境影响评价，从而对各类型轿车做出比较。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：所述步骤2包括：2.1:研究对象的选取；2.2：清单分析。

4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：所述步骤2.1包括：以轿车为研究对象，选取了传统汽油车、混合动力车、氢燃料电池车、乙醇汽油车、纯电动车进行分析评估。

5.根据权利要求3所述的一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：所述步骤2.2包括：

2.2.1：车辆制造阶段，参考国内各型代表性轿车的参数，得到5种类型轿车的整备质量及除去电池轮胎、燃料后的剩余质量；在车身原材料的制造过程中，考虑钢、铁、铝、铜、镁、玻璃、塑料、橡胶、碳纤维、镍、铂共11种物质，计算各种原材料生产过程的能耗及环境污染物排放；

2.2.2：燃料和电能生产及车辆行驶阶段，假定轿车生命周期行驶里程为60万km，而不考虑使用时长，计算汽车动力生产及轿车行驶过程的能耗和排放；

2.2.3：轿车拆解报废阶段，轿车达到报废年限后，经过拆解，部分材料可以回收利用，计算拆解能耗。

6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：所述步骤3包括：3.1：全生命周期能源消耗评价；3.2：全生命周期环境排放影响评价。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：所述步骤3.1包括：各类型轿车全生命周期的能耗为汽车制造阶段动力生产阶段汽车行驶阶段和拆解阶段的数据之和。

8.根据权利要求6所述的一种新能源汽车节能减排分析方法，其特征在于：所述步骤3.2包括：

3.2.1：环境影响分类：各类型轿车的影响类型包括：全球变暖、酸化、光化学烟雾、烟尘和粉尘4种;

3.2.2：特征化：根据生命周期各阶段污染物排放的核算，综合得到各类型轿车全生命周期的环境污染物排放数据;

3.2.3：归一化与加权：为评估各类型轿车全生命周期的综合环境影响，构造了大气污染物环境影响当量指标APeq，将特征化结果进行加权归一化以反映各环境影响类型的线性加和效果;

3.2.4：环境影响指数：构建环境影响指数，将各类型轿车的环境影响同人类活动的环境影响进行类比。