专家观点 | 田红:城市机动车环保检测碳排放数据挖掘及其在车辆碳排放核算中的应用

专家观点 2021-10-19


2021年10月29日上午,中国清洁交通伙伴关系(CCTP)联合深圳市城市交通规划设计研究中心(SUTPC)在深圳举办了CCTP第十四期沙龙研讨会 —— 交通运输领域碳排放核算边界、核算方法以及清单编制系列沙龙之城市交通碳排放。本次沙龙共邀请来自17家机构30余位专家、学者和行业从业者,探讨了国家整体交通碳排放核算边界、方法以及清单编制,同时就地方实践和不同核算方法的优劣势进行了深入的交流。以下总结自成都市机动车排气污染防治技术保障中心主任田红女士在本次沙龙上的发言。


城市机动车年检数据助力汽车环保监测数据挖掘

城市机动车年检数据量巨大、数据记录项丰富、检验过程质控严格,极具信息挖掘潜力,以成都市汽车年检数据为例,其具体优势表现在:

1.数据量巨大:2020年成都市机动车保有量突破547万,成都市汽车环保检测记录超过200万车次;

2.信息丰富:既包括车型、品牌、基准质量等车辆基本信息,也包括行驶里程、车龄等活动水平信息;

3.易获取:可直接从各地方的监管平台获取;

4.准确性高:检验过程统一按照国家标准严格执行。



基于简易瞬态工况法数据的碳排放核算方法

简易瞬态工况法

简易瞬态工况法(Vehicle Mass Analysis System, VMAS),工况共计195s,分为怠速(15公里/小时)、加速(32公里/小时)、匀速(50公里/小时)、减速阶段,在不同速度阶段改变汽车档位并记录污染物排放水平,利用195s的工况过程模拟汽车日常的行驶状况,主要评价车辆CO、HC、NOx排放水平是否低于标准限值(《汽油车污染排放限值及测量方法(GB18285-2018)》)。

测试过程数据包括多种污染物的逐秒浓度值,但CO2数据并未得到关注和重视。在“双碳”背景下,分析CO2排放特征十分重要。

CO2排放因子计算

VMAS数据中测得了单车CO2的逐秒浓度值,参考《汽油车污染排放限值及测量方法(GB18285-2018)》中CO的浓度测算方法,CO2排放因子测算过程如下:

CCO2(i)(浓度)=RCO2(i)×DF(i)

单位时间排放质量(g/s)=CCO2(i)×密度×排气流量

排放因子(g/km)=∑单位时间排放质量/∑车辆当量行驶里程

其中,RCO2(i)——第i秒CO2测量浓度,%;

DF(i)——第i秒稀释系数;

CCO2(i)——CO2排放平均浓度,%;


基于燃料消耗量试验标准的碳排放计算(IPCC法)

采用《轻型汽车燃料消耗量试验方法》(GB/T19233-2008)中的汽油机燃料消耗量公式,根据实际排放因子计算百公里油耗,即碳平衡法:

OC(百公里油耗)=0.1154/D × [(0.866 ×HC)+(0.429×CO)+(0.273 × CO2)] ,其中HC、CO、CO2排放因子来源于过程数据


基于城市车辆活动水平的碳年排放量计算方法(指南法)

基于《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南(试行)》,采用年检数据中的累计行驶里程、车辆检测日期和车辆登记日期进行计算车龄、年均行驶里程和CO2排放量。

A(车龄)=ROUNDUP[(t登记日期-t检测日期/365)+1]

VKT(年均行驶里程)=S/A

E(CO2排放量)=P × EF × VKT × 10-6


成都市城市小型汽油客车CO2排放

基于城市活动水平算出来的成都市汽油车碳的排放总量是在2000多万吨,单车排放量是4.81吨/年,基于燃油消耗,实际算的排放因子算油耗,单车排放量是在4.52吨/年。两种方法计算结果相差在6.42%左右,与《中国移动源环境管理年报(2020)》显示的2014年单车排放量4.35 吨/年,及美国EPA统计得到的一辆典型乘用车排放量为4.6 吨/年的结果相比,差异并不明显,说明利用机动车年检排放数据来进行的二氧化碳排放核算这一方法具有较高的可信度。


理论应用方向

1.利用大量的环保检测过程数据本地化CO2排放因子、精细化移动源碳排放核算的量化分析和精准分级管控车辆排放情况,创新城市机动车环保管理体制,达到城市交通污染物和CO2协同减排;

2.加快对机动车CO2排放标准的研究,尽快将CO2指标纳入机动车检测体系,助力交通行业碳达峰和碳中和目标的实现;

3.从城市汽车碳排放削减角度出发,应鼓励使用基准质量小或者排量小的车辆、淘汰高油耗高排放的老旧车辆、鼓励公共绿色出行而降低单车活动水平、增加纯电动车辆优化车队能源结构。











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