LNG重卡与柴油重卡的生命周期对比研究

作     者：陈鸿远 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨沿平

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：生命周期评价 原材料消耗 能源消耗 环境排放 生态效益 LNG重卡 柴油重卡 

摘      要：在石油能源消耗和环境污染的双重压力下,近年来我国替代能源汽车发展迅速。一些重型汽车企业在环境治超政策和柴油价格走高的背景下,纷纷开发LNG（Liquefied natural gas）重卡替代柴油重卡,但如何比较两类重卡的节能减排效果?唯有对其进行全生命周期生态效益（包括原材料消耗、能源消耗和环境排放）量化评价。因此,本文运用全生命周期评价理论与方法,构建了重卡全生命周期静态与动态评价理论模型,并以某LNG与柴油重卡为实例进行了实证对比分析,并得出可靠结论。主要研究内容为:（1）提出了LNG重卡与柴油重卡生命周期对比评价研究的总体思路。首先分析我国重卡产业现状和发展LNG重卡的必然性,指出已有天然气汽车生命周期评价上亟待解决的问题,并提出从静态和动态两个层面进行全生命周期生态效益评价的思路;（2）构建了两类重卡生态效益差异静态评价模型。首先提出评价目标及系统边界,确定功能单位及评价对象;然后建立两类重卡零部件质量差异矩阵,基于此再提出两类重卡生命周期差异清单分析模型,并进行中国本地生产清单数据分析,最后建立两类重卡生命周期影响评价模型;（3）构建了两类重卡生态效益差异动态评价模型。首先基于系统动力学理论对重卡生命周期评价系统及其内部要素之间的因果关系进行分析,并选择用于动态仿真的对生态效益影响较大的系统变量,最后建立两类重卡生态效益差异动态评价模型;（4）进行了两类重卡生态效益差异评价案例结果分析。静态评价结果表明:LNG重卡在资源耗竭、光化学烟雾和温室效应潜力方面的表现不及柴油重卡,而在酸化影响和人体毒性潜力方面则表现更优。在提高相同比例材料制备率时,钢比铝更能减少资源耗竭潜力;在两类重卡减少相同比例百公里气（油）耗时,LNG重卡较柴油重卡更能减少生命周期能耗以及资源耗竭和温室效应潜力,但是在酸化影响、人体毒性和光化学烟雾潜力方面表现较差。最后,基于评价结果及对LNG重卡生产企业的实地调研,提出我国发展LNG重卡的思路与对策建议。