南京市机动车CH4排放清单研究

论文总字数：14638字

目 录

1 引言……………………………………………………………………1

2 材料与方法……………………………………………………………2

2.1 CH₄排放清单方法…………………………………………………………………………2

2.1.1 机动车类型的划分………………………………………………………………2

2.1.2 机动车CH₄排放因子的确定……………………………………………………2

2.1.3 南京市机动车保有量……………………………………………………………3

2.1.4 机动车年均行驶里程……………………………………………………………4

2.2 蒙特卡洛分析方法………………………………………………………………………5

3 结果与分析……………………………………………………………5

3.1 机动车的CH₄排放因子…………………………………………………………………5

3.2 1990-2014南京市机动车的CH₄排放清单…………………………………………6

3.3 与根据IPCC缺省值计算的南京市机动车CH₄排放清单比较………………………7

3.4 不同车型燃料类型的机动车CH₄排放量分担率………………………………………7

3.4.1不同车辆类型的机动车CH₄排放量分担率………………………………………7

3.4.2不同燃料类型的机动车CH₄排放量分担率………………………………………8

3.5 南京市机动车CH₄排放清单的不确定性分析………………………………………9

3.6 机动车CH₄排放的减排潜力分析……………………………………………………9

3.6.1 基线情景下南京市机动车CH₄排放预测……………………………………9

3.6.2 减排情景下南京市机动车CH₄排放预测……………………………………10

4 结论……………………………………………………………………11

参考文献…………………………………………………………………12

附表………………………………………………………………………14

致谢………………………………………………………………………17

南京市机动车CH₄排放清单研究

何文琳

，China

Abstract：For the reason that vehicle numbers have raised for years, vehicle exhaust emissions turn into one of the main sources of greenhouse gases. At present, the domestic researches are mainly focused on the CO₂. On the other hand, the research on CH₄ emissions lack of sufficient understandings. This study determined emission factors of different vehicle types, annual mileage and vehicle numbers to calculate methane emissions from vehicles in Nanjing between 1990 to 2014 via the method of paper reviewed. The results show that the average annual growth rate of 26 years is 12.5%, and the emission of methane from vehicles in Nanjing is up to 5458.846t in 2014.The emission factor of vehicles powered by natural gas is the highest; light buses accounted for the highest among all types of vehicles; gasoline vehicle emissions share rate (70.8%) is the highest in all types of fuel. Compared with the default value of IPCC, the results of this study are larger than that of 2006~2014, and the results of this study are 5.1~5.7 times of the results calculated by the IPCC default value. Also, this study used Monte-Carlo to estimate uncertainties (-63.5%~153.9%). According to vehicle stocks in past years, this study fit and predict vehicle numbers in 2015 and 2030, then BASE and three other hypothetical circumstances had been established to provide evidences for policies. Its result shows that emission reduction scenario 1 emission reduction ratio is 30%, highest in three scenarios.

Key words：Methane; Emission Factor; Monte Carlo; Emission Inventory; IPCC

1 引言

温室气体包括CO₂、CH₄、N₂O、含氟气体等。其中，CO₂、CH₄和N₂O三种气体占温室气体全球增温潜势的95%以上。虽然CH₄在大气中的浓度比CO₂低，但是它的全球变暖潜能（Global warming Potential, GWP）是CO₂的28倍^[[1]]，是仅次于CO₂的重要温室气体。

自工业时代以来，大气CH₄浓度不断增长，从1750年的0.722 ppm增加到2014年的1.833ppm，增幅达154%。20世纪80年代以来，大气中CH₄浓度的增速呈现逐年下降的态势，在1999-2006年增速接近零；但2007年开始大气CH₄浓度再次出现持续的增长^[[2]]。因此，控制CH₄排放迫在眉睫，制定CH₄排放清单是建设低碳经济和绿色经济的工作重点之一。

CH₄的主要来源为天然源头（如沼泽）、有机废物的分解、化石燃料的提取、动物（如牛）的消化过程、稻田之中的细菌和生物物质缺氧加热或燃烧等。随着机动车保有量的迅猛增长，机动车尾气的CH₄排放变得不可忽视^[[3]]。根据美国国家环境保护局发布的温室气体排放清单报告，2010年移动源是CH₄排放的第12位^[[4]]。近年来，我国机动车保有量持续增长，2009年我国机动车销售量超过美国，成为机动车第一大销售国^[[5]]，2012-2013年均增长8.5%，2013年全国机动车保有量高达2.24亿量^[[6]]。依目前形势，交通排放量将在未来增长至总排放量的80%。因此，准确评估机动车CH₄排放对于制定节能减排政策就显得十分重要。

为此减少机动车尾气排放，许多国家都制定了机动车标准排放的相关法规。我国机动车污染控制起步较晚，于80年代开始颁布实施排放标准。欧盟法规在道路交通情况上更适用于我国的实际情况，因此我国于90年代后充分改进和吸收欧盟机动车排放体系，在此基础上建立了一系列机动车污染物排放标准。其中，轻型车、重型车的国I标准于2000年起开始执行，摩托车^[[7]-[8]]于2003年起开始实行国Ⅰ标准，以后每隔3-4年修订一次，预计于2018年起达到国Ⅴ标准。

近几年我国加快了排放标准的实施步伐，但由于研究手段严重不足，汽车排放控制水平仍然与发达国家有很大差距。如美国CAFE(corporate average fuel economy)标准下轻型车CH₄排放限值在2012至2016年间为18.75 mg/km^[[9]]；而我国于2015年起实施的国Ⅴ标准下CH₄排放限定值为28 mg/km，约是美国限值的1.5倍。因此，直接引用欧美国家的CH₄排放因子会产生较大的误差，导致在估算机动车CH₄排放量时存在非常大的不确定性。

研究机动车尾气排放的手段主要有模型法（包括MOBILE、COPERT、IVE等）、隧道实验、台架测试、车载排放测试等。加拿大环境部^[[10]]在底盘测功机和实际道路上研究测试结果显示，同柴油车相比，天然气的使用可降低尾气温室气体排放的10%~20%。然而，CH₄是最稳定的烃类化合物，很难发生氧化反应，天然气车的单车排放因子要远高于汽油车和柴油车。2006年谢绍东等^[[11]]应用COPERT Ⅲ对中国常见五类机动车的三种排放因子CO、NOx和NMVOC进行了测定，发现与台架测试结果吻合较好。在此基础上，蔡皓等^[[12]]分区域计算了1980-2005年间全国机动车排放总量，结果表明因为各地GDP发展不同，排放总量在空间上呈现不平衡分布，25年间CH₄累积排放量为37.7万t。针对排放因子的时空变化，蔡皓和谢绍东^[[13]]应用COPERT模型计算发现全国机动车CH₄排放量从2005年的2.28万t增长到2009年的4.29万t，在五年内几乎翻倍。

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