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新报告列出13种领先混合柴油 可将温室气体排放减少60%

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挖掘国内市场潜力 支持新能源汽车加快发展

58京牌  就重型货运卡车的每加仑英里数而言,柴油发动机远远超过汽油发动机。同时,受益于技术进步,目前柴油发动机排放的污染物水平远低于过去,包括烟尘和氮氧化物 (NOx)。由于重型卡车比乘用车更难实现,进一步减少柴油发动机的排放(包括温室气体在内),将有助于改善空气质量,以及中重型运输的碳强度。

(图片来源:phys.org)

,美国能源部共同优化倡议(Co-Optima initiative)的一份新报告,列出了来自生物质资源的13种领先混合柴油燃料,这些燃料可以减少中重型柴油汽车的有害排放。排名前13的混合燃料包括碳氢化合物、酯类和醚类,有可能将温室气体排放至少减少60%,而且生产成本具有竞争力。采用这些混合燃料,还有助于使排放控制系统更简单、运行成本更低,从而使行业和消费者受益。

太平洋西北国家实验室(PNNL)的生物能源研究人员Dan Gaspar表示:“减少发动机排放,有可能降低运行成本,并提升效率。使用由生物质和废弃物制成的混合燃料,意味着温室气体排放更低。”

Co-Optima意为联合优化燃料与发动机(Co-Optimization of Fuels & Engines),是美国能源部多个国家实验室、大学和行业之间的合作项目,旨在加速开发经济实惠、可扩展、可持续的生物燃料,以及高效、低排放的汽车发动机。这项工作由能源部车辆技术办公室和生物能源技术办公室赞助。

分析可选项

Gaspar负责领导Co-Optima倡议项目,并协调编写这份报告,合并来自9个国家实验室(包括PNNL)的30多名研究人员的内容。该团队将重点放在混合燃料上,以提高寒冷天气下的可操作性,确保良好的燃烧性能,并减少温室气体排放和烟尘。

烟尘和NOx是美国环保局(U.S.Environmental Protection Agency)监管的两个排放标准。除了微调发动机运行外,减少发动机中产生的烟尘,也可以减少NOx排放。

为了确定最好的13种混合燃料,研究人员首先进行建模、小规模实验和单缸测试,以确定关键燃料特性的目标值,从而减少所产生烟尘,并提高发动机的可操作性。这些属性包括测量燃料燃烧速度的十六烷值;与标准排放有关的产生烟尘的倾向;以及寒冷天气下的操作,对目前的生物柴油混合物来说,这是关键性限制因素;还有能量密度,每加仑燃料提供的能量越多,所需要的数量就越小。

然后,研究人员使用计算和实验方法,根据目标值筛选数千种混合燃料,以确定哪些最有可能提高性能和减少排放。为了评估不同类别分子减少烟尘和NOx的潜力,该团队对单缸发动机进行了测试,包括传统发动机和新型管道燃料喷射发动机。接下来,该团队对最有希望的候选项,进行技术经济和生命周期分析,以评估其市场潜力、可扩展性和可持续性。

对于探讨最有希望用于多缸发动机试验的混合燃料及其大规模生产来说,这些研究结果提供了坚实的科学基础。

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