能 项 目中An源 基目 资助号G -中 国 机Investfrom t基 金 1111-15209机 动车 非igation he Mot会 非 CO2潜of Non-or VehiPoten中国 环二温室潜 力研 究CO2Grcles in Ctial Ana环 境科 学〇一三 年气体 排究 eenhouhina anlysis 学 研究 院年 九月 排 放 及se Gas d Its C院 及 其削 减Emissioontrol 减ns 摘 要 近年来中国汽车工业保持高速发展，截至 2013 年 1 月，中国机动车保有量达 2.4 亿辆，其中汽车达 1.2 亿辆，产销量连续四年居世界首位。机动车排放已成为中国城市和区域大气污染的主要来源之一， 也是温室气体排放中增长最快的领域之一。在中国的一些城市，机动车已成为 CO2的第二大人为排放源。而对于非 CO2类温室气体，机动车排放同样不容忽视。 中国大部分机动车温室气体排放研究都集中于 CO2，对 CH4、 N2O 和 HFCs等非 CO2类温室气体的研究很少，对三者的单车排放水平和总排放量更缺乏足够认识。由于没有可靠的数据和技术支持，使得政府很难开展机动车非 CO2类温室气体的排放控制。本研究选取国内约 60 辆轻型汽油车、摩托车和重型柴油车进行了实验室台架和实际道路排放测试，结合 10 余座典型城市的实地调查和大量的文献调研，获得了中国机动车活动水平及排放特征，在此基础上建立了全国层面的机动车 CH4、 N2O 和 HFC-134a 排放清单，并进一步分析了减排潜力，以期为决策者开展机动车非 CO2温室气体排放控制提供参考依据。 研究得出了以下主要结论和建议 （ 1）实验研究获得的轻型汽油车 CH4排放因子在 0.0170.064 g/km 之间，而天然气 -汽油双燃料车的 CH4排放因子平均值高达 1.17 g/km， 摩托车 CH4排放因子在 0.0290.054 g/km 之间。轻型汽油车的 N2O 排放因子在 0.0080.076 g/km之间，柴油货车的 N2O 排放水平非常低，其最大值约为 0.014 g/km，摩托车的N2O 排放因子则在 0.0140.025 g/km 之间。 （ 2） 2010 年中国机动车 CH4、 N2O 和 HFC-134a 等非 CO2类温室气体的排放总量分别为 25.13 104t（ 527.80 104t CO2当量） 、 6.02 104t（ 1866.23 104t CO2当量）和 1.18 104t（ 1530.92 104t CO2当量） ，共计 3924.95104 t CO2当量，约为机动车温室效应污染物（包括 CO2、 CH4、 N2O、 HFC-134a 和 BC）排放的 5。在 CH4、 N2O 和 HFC-134a 中，轻型客车（汽油车和双燃料车）是排放的主要来源，均占 50以上。 （ 3）基线情景下， 2020 年 CH4、 N2O 和 HFC-134a 三类机动车非 CO2类温室气体排放量分别为 39.31104 t（ 825.43104 t CO2当量） 、 7.47104 t（ 2314.60104 t CO2当量） 和 3.23104 t（ 4915.41104 t CO2当量） ， 共计 7335.45104 t CO2当量。在 2020 年基线情景的基础上，综合考虑执行加严的排放标准、替代燃料（天然气）、制冷剂回收和制冷剂替换四 个减排情景，制冷剂替换可减排 26.24，效果最为显著；其次是排放标准的加严，减排比例为 21.71；制冷剂回收可减排5.70。与这三种减排情景不同的是，选用天然气作为替代燃料会导致非 CO2温室气体排放增加 3.16，但是 CO2会有较大幅度降低，足以抵消因 CH4排放量增加带来的温室效应。 目 录 第 1 章 机动车排放的非 CO2类温室气体概况 . 1 1.1 机动车温室气体排放 . 2 1.2 非 CO2类温室气体的研究案例 4 第 2 章 测试方法及数据分析 11 2.1 车辆信息 . 11 2.2 测试及采样平台 . 15 2.2.1 轻型车测试平台 15 2.2.2 重型车测试平台 18 2.2.3 摩托车测试平台 20 2.3 样品分析平台 . 22 2.3.1 CH4和 N2O 排放因子计算方法 22 2.3.2 样品分析方法 22 2.3.3 CH4测量 . 23 2.3.4 N2O 测量 25 2.4 非 CO2类温室气体排放因子 27 2.4.1 CH4排放因子 . 27 2.4.2 N2O 排放因子 30 2.5 小结 . 32 第 3 章 中国机动车非 CO2类温室气体排放清单 . 33 3.1 机动车 CH4和 N2O 排放清单 . 33 3.1.1 研究方法 33 3.1.2 参数确定 34 3.1.3 CH4和 N2O 排放清单 39 3.1.4 排放清单估算的不确定性分析 40 3.2 机动车 HFC-134a 排放清单 41 3.2.1 机动车空调制冷剂 HFC-134a 实地调研 . 41 3.2.2 研究方法及参数确定 43 3.2.3 HFC-134a 排放清单 . 46 3.2.4 汽车空调制冷剂 HFC-134a 排放不确定性分析 . 47 3.3 非 CO2温室气体排放清单及与其他研究结果的比较分析 47 3.4 小结 . 49 第 4 章 机动车非 CO2类温室气体减排潜力分析 . 51 4.1 基线情景下机动车非 CO2类温室气排放预测 51 4.2 减排情景下机动车非 CO2类温室气排放预测 54 4.3 小结 . 61 第 5 章 结论及建议 63 参考文献 65 1 第 1 章 机动车排放的非 CO2类温室气体概况 空气的主要成分是氧气和氮气，但是因为两者并不吸收地面辐射，因此并不会产生温室效应，温室效应主要由水蒸气、 CO2及其他痕量气体吸收地面辐射而产生。根据联合国气候变化框架公约（ UNFCCC） ，温室气体包括 CO2和非 CO2类温室气体即甲烷、氧化亚氮、含氟气体（氢氟碳化合物（ HFCs） ） 、全氟化碳（ PFCs） 、六氟化硫（ SF6）和三氟化氮（ NF3） 。在京都议定书规定了对二氧化碳（ CO2） 、甲烷（ CH4）和氧化亚氮（ N2O）等六种温室气体的减排目标，其中 CO2、 CH4和 N2O 三种温室气体排放占温室气体全球增温潜势（ GWP）的95以上，是主要的减排对象。但是， CO2、 CH4和 N2O 是自然界中本来就存在的成分，由于人类活动而增加，而含氟气体 HFCs、 PFCs、 SF6和 NF3则完全是人类活动的产物。 不同气体对温室效应的影响程度采用温室效应潜势来表示，非 CO2温室气体的温室效应潜势及在大气中的寿命如表 1-1 所示[1] 表 1-1 非 CO2温室气体的温室效应潜势及寿命 气体 大气中寿命（年） 温室效应潜势 CO250-200 1 CH4123 21 N2O 120 310 HFC-23 264 11,700 HFC-32 5.6 650 HFC-125 32.6 2,800 HFC-134a 14.6 1,300 HFC-143a 48.3 3,800 HFC-152a 1.5 140 HFC-227ea 36.5 2,900 HFC-236fa 209 6,300 HFC-4310mee 17.1 1,300 2 CF450,000 6,500 C2F610,000 9,200 C4F102,600 7,000 C6F143,200 7,400 SF63,200 23,900 2007 年政府间气候变化专门委员会（ IPCC）公布的研究报告[2]，指出从工业革命开始（ 1750 年）前到 2005 年，大气中的 CO2、 CH4和 N2O 浓度因为人类活动分别升高了 36、 148和 18，人类活动导致全球变暖的可能性在 90以上。 这一结论确定了气候变化问题的重要性和紧迫性， 各国都投入了更多的关注，并考虑在 2012 年京都议定书失效后，继续建立一个政府间的温室气体减排协议， 抑制全球变暖， 但至 2013 年底尚未达成一致的政府间温室气体减排协议。 1.1 机动车温室气体排放 美国在 2002 年退出了京都议定书 ，但在温室气体排放研究和控制领域开展了大量工作。美国环保局 2011 年发布的国家温室气体排放清单报告[1]，指出从 1990 年到 2009 年， CO2、 CH4和 N2O 一直是美国最主要的 3 种温室气体，其排放的 GWP 占到温室气体总量的 99以上。其中交通的温室气体排放量在各行业中名列第二，仅次于电力行业。 1999-2009 年间，交通 CO2排放量占到总量的30 左右；交通 N2O 排放量继农业之后排列第二， CH4排放第十二。 2009 年交通领域的 CH4和 N2O 分别占温室气体总排放的 0.03和 0.5， N2O 和 CH4的等效 CO2排放量占总排放量不到 1。交通 CO2、 CH4和 N2O 等效排放量和总温室气体排放量见图 1-1。可以看出从 2000 年以后总温室气体的排放量在逐渐下降。 在欧洲环境署 2007 年发布的温室气体排放清单报告中[3]，同样指出移动源的 CO2排放量在各行业中列第二位，仅次于发电和采暖部门， N2O 排放量在各行业中列第五位。 CO2、 CH4和 N2O 排放量占总温室气体排放量的比例分别是20， 0.1和 0.5。从 1990 年 2005 年温室气体排放量增加了 26，见图 1-23 所示。 图 1-1 美国 1999-2009 年交通领域 CO2、 CH4、 N2O 等效排放量变化趋势 图 1-2 1990-2005 年欧盟交通领域温室气体排放变化趋势 中国的机动车保有量近些年快速增长， 根据清华大学的研究， 1997 年到 2002年的 5 年间，中国道路机动车的 CO2排放量就从 1.5 亿吨增加到 2.3 亿吨，增长了 50；预计到 2020 年以前，由于交通活动增加、能源结构调整和技术发展进0.001,000.002,000.003,000.004,000.005,000.006,000.007,000.008,000.001985 1990 1995 2000 2005 2010排放量，Tg年份交通 CO2 交通 CH4 交通 N2O 总温室气体4 步等多种因素影响，机动车的温室气体排放还会继续有大幅变化。 联合国气候变化框架公约 （ UNFCCC）要求所有缔约方提供温室气体各种排放源和吸收汇的国家清单，促进有关气候变化和应对气候变化的信息交流。因此为了积极应对气候变化，中国于 2004 和 2013 年分布公布了第一、二次中华人民共和国气候变化初始国家信息通报 ，目前仍在开展相关研究工作。 1.2 非 CO2类温室气体的研究案例 国内外针对机动车的非 CO2温室气体的排放研究， 主要有以下的研究成果 1 布宜诺斯艾利斯道路交通排放研究案例[4]阿根廷首都布宜诺斯艾利斯的道路交通排放研究是南美洲大城市化学天气预测项目的研究内容之一。在充分利用少量的实际测试数据情况下，通过收集阿根廷、巴西、智利、哥伦比亚的机动车排放测试数据，采用 COPERT Ⅳ模型建立了符合拉美地区机动车保有量和行驶状况的区域机动车排放清单， 并利用缩小尺度的国家排放数据和 EDGAR 全球排放数据库对排放清单进行了验证。 研究结果表明，采用老旧技术的机动车污染物排放的贡献率高达总排放的 80，非 CO2温室气体 CH4、 N2O 的排放因子与机动车的车型、车龄、燃料类型等因素有关，重型车 CH4的排放量明显高于轻型车， 车龄较长的机动车排放量约高于新车 14倍，汽油车 CH4和 N2O 排放量均高于柴油车。但对于轻型车而言，在采用压缩天然气（ CNG）代替燃油后， CO2排放量减少了 6，但 CH4和 N2O 排放分别增加了 62和 49，全球变暖潜势降低 32.8。测试分析数据显示， CH4和 N2O排放因子的大小则主要取决于燃料类型，与车型及车龄基本无关。 CNG 车 CH4的平均排放因子为 0.709g/km， 分别高于汽油车和柴油车 3.818.7 倍和 20.888.6倍； N2O 排放因子为 0.068 g/km，是汽油车 1.55.2 倍，柴油车 13.6 倍以上。 2 澳大利亚重型车替代燃料排放研究案例[5]澳大利亚重型车替代燃料排放研究利用生命周期评价法（ LCA）对使用替代燃料的温室气体（ CO2、 CH4和 N2O）排放因子进行了量化。分析测试的替代燃料包括低硫柴油（ LSD） ，超低硫柴油（ ULS） ，压缩天然气（ CNG） ，液化天然5 气（ LNG） ，液化石油气（ LPG） ，乙醇（来源于木质纤维素） ，生物柴油（ BD）和废油（ W） 。通过替代燃料在预燃和燃烧阶段污染排放的研究来估算了重型车的温室气体排放因子。研究分析得出，汽油和柴油车 CH4的排放主要取决于催化转换器的使用，但对于天然气车而言， CH4的排放则来源于车辆行驶过程中泄漏和未燃尽的甲烷。 N2O 是在机动车尾气在催化剂在作用下催化转化过程中产生的。 在考虑生命周期的基础上， 生物柴油和乙醇温室气体的排放量 （以 g/km 计）较低。相对于传统燃料，生物柴油可以使温室气体排放量减少 41-51，而乙醇可降低 49-55的排放量。比较测试结果，使用乙醇燃料的重型车 CH4和 N2O 排放因子最低， 低于其他燃料车辆数倍甚至数十倍。 使用天然气燃料 （ CNG、 LNG）的车辆 CH4的排放量最高，而生物柴油的 N2O 排放因子最大。 3 加拿大重型车温室气体排放研究案例[6]加拿大环境部排放测量与研究所（ ERMD）对机动车温室气体排放研究进行了总结。 ERMD 所做的工作主要包括在底盘测功机 上和实车道路上研究测试使用不同燃料，柴油、生物柴油、压缩天然气 CNG、 hythane （ 20 H2， 80 天然气）和液化天然气 LNG 以及不同的后处理技术的各类型的重型车的温室气体（ CO2、 CH4和 N2O）排放因子。研究表明，使用不同的燃料，对温室气体的排放有不同的效应。与柴油车相比，天然气的使用（无论是压缩、液化或是加氢混合）可以降低尾气温室气体排放的 10-20。生物柴油对温室气体排放的影响主要取决于排放控制技术的应用，当生物柴油的含量增至 20，未配备后处理装置的发动机 CH4和 N2O 的排放量会分别降低 18和 10。然而在配备氧化催化剂的条件下，使用 20的生物柴油，对排气管温室气体排放无显著影响。采用柴油氧化催化剂和活性再生柴油微粒过滤器两种后处理技术均会导致 N2O 排放量增加，但 CH4的排放量基本保持不变。无后处理设备的重型柴油车排放的 CO2在温室气体中占主要地位， CH4占 CO2当量温室气体排放量的 0-11， N2O 则为0.16-0.27。研究得出的数据充分表明，加拿大重型柴油和天然气车 CH4和 N2O排放因子大大低于 IPCC 推荐使用的发展中国家清单中的数值。 4 福特公司机动车 CH4排放研究案例[7]6 E.K.NAM 等按照美国环保局城市测功机行驶规范（ UDDS， Urban Dynamometer Driving Schedule） 在密歇根迪尔伯恩的福特车辆排放研究实验室利用底盘测功机对 30 辆机动车进行了 CH4排放测试研究。测试车辆包括 18 辆分别来自于福特、本田、大众、沃尔沃四个不同制造厂商的轿车以及 12 辆卡车（ 11辆福特和 1 辆道奇公羊） ，而且所有车辆都配备了现代化的三元催化系统，车型年份为 1995-1999 年不等，使用燃料为美国认证燃料（ cert） 、加州新配方燃料（ CRF） 、压缩天然气（ CNG） 、 M-85（ 85甲醇， 15汽油） 、 E-85（ 85乙醇 ,15汽油）和美国 2 号柴油（ diesel） 6 种。结果表明，美国道路机动车 CH4平均排放因子是 123 mg/km（ 195 mg/mi） ， 其中卡车排放因子比轿车约高出 40， CNG动力车尾气 CH4平均排放因子（轿车 434 mg/km，卡车 975 mg/km）数倍于常规燃料车辆。 5 美国轻型汽油车 N2O 排放测试[8]Tao Huai 等依据美国联邦测试规程共研究测试了 60 辆轻型汽油车的 N2O 排放状况。试验车辆从无催化剂型到超低排放车辆（ SULEV） ，包括轿车和轻型卡车（品牌通用、福特、克莱斯勒、本田、丰田和日产） 。除了标准的美国 FTP（ Federal Test Procedure）工况外，还对这些车辆在 US06 工况， ST01 冷启动工况、 ST01 热运转工况和 MEC01v7 工况下的排放性能进行了研究。实验得出，车辆排放差异较大， 这主要取决于排放控制技术、 运行工况以及汽油中的硫含量等。实验中实时数据显示， N2O 主要形成于催化剂的起燃阶段，当催化剂达到平衡温度时， N2O 排放量显著下降。 FTP 工况下，近一半的车辆（ 25 辆） N2O 排放水平在 10 mg/mile 以下，氧化催化剂车辆的 N2O 排放最高，为 115 mg/mile，而ULEV 车辆为 3 mg/mile， SULEV 车辆为 1 mg/mile。在所有运行的工况来看，冷启动工况 ST01 是 N2O 产生量最多的工况。 这可能是由于催化剂刚开始工作时温度降低， 导致产生大量的 N2O， 而在 US06 工况， MEC01v7 工况和热运转 ST01工况下， 由于催化剂达到了平衡温度， N2O 的排放量达到较低的水平 （ 5mg/mile） 。汽油含硫量也是形成 N2O 的重要原因，当汽油中硫的含量从 30ppm 增加到330ppm 时，对于 FTP 工况和 US06 工况，车辆 N2O 的排放会有几乎增长 4 倍。7 由研究结果可以推断随着汽车排放标准日益苛刻和汽油含硫量的限制，汽车N2O 排放量将会稳定下降。 6 美国加州轻型机动车 N2O 排放试验[9]Eduardo Behrentz 等在加州空气资源局利用底盘测功机研究测试了 37 辆轻型机动车，并通过高分辨率的傅里叶变换红外光谱仪（ FTIR）测定了 N2O 的排放量。这 37 辆机动车包括轿车、 SUV 和轻型卡车 3 个类型，代表了加利福尼亚的典型车辆。 根据文献调研得出， 以下几个因素对车辆 N2O 排放具有显著影响运行工况（ UDDS， UC） 、燃料类型（含硫量） 、催化剂类型（氧化性催化剂、三元催化剂、催化剂床数） 、行驶里程以及车辆类型（轿车、轻型卡车）等。然而，与其他研究结论不同的是，本次试验并没有数据表明催化剂的老化对 N2O的排放产生影响，而催化剂的类型、运行工况和车辆类型等则是汽油车 N2O 排放量大小的主要决定因素。研究得出， 37 辆测试车辆 N2O 平均排放因子为 204 mg/km，其中在 FTP-UDDS 工况下测定的配备有三元双床催化剂和预催化剂，行驶里程低于 3000km 的 2001 年型轿车 N2O 排放量最低，为 2 mg/km，而在 UC工况下测得的仅配备三元单床催化剂，行驶里程大于 20104km 的 1991 年型轻型卡车排放量最高，可达 100 mg/km。机动车尾气 N2O 排放量与 NOx 排放量具有极高的相关性， 该研究结果为 N2O/NOx 的平均值为 0.0950.035， 最低 （ 0.01）和最高（ 0.14）相差 14 倍。随着机动车尾气 NOx 控制技术的严格，轻型汽车N2O 的排放因子将会继续降低。 7 福特汽车公司机动车 N2O 排放研究案例[10] 评估机动车尾气对全球环境的影响需要准确的排放数据，包括 N2O 的排放量在内。 机动车排放 N2O对全球变暖的影响是机动车排放 CO2环境效应的 13，估计全球机动车 N2O 年排放量可达 0.180.06 百万吨（ 0.110.04 N， Tg yr-1） ，在大气环境中 N2O 的年增长率为 26。 K. H. BECKER 等在德国伍珀塔尔 kiesbergtunnel 开展了测定机动车尾气 N2O 排放的隧道试验。在隧道中使用全自动 GC/ECD 和数据采集系统， 得到 N2O 排放因子 （ 6.11.2） 10-5（ N2O,g /CO2,g） 。1996 年 1997 年， T. E. JENSEN 等在福特汽车公司车辆排放实验室利用底盘测功8 机测量了标准工况下 22 辆不同汽车和卡车的 N2O 排放量。这些测试车辆都配备了现代化的三元催化转化剂系统，使用燃料为美国认证燃料（ cert） 、加州新配方燃料（ CRF） 、压缩天然气（ CNG） 、 M-85（ 85甲醇， 15汽油）和美国 2 号柴油（ diesel） 5 种，车辆排放普遍符合美国第一阶段（ U.S. Tier1）和加州低排放车辆的规定。与伍珀塔尔大学隧道试验不同的是， T. E. JENSEN 等对 N2O 的测量采用的是傅里叶变换红外光谱仪 （ FTIR） , 实验结果为 N2O排放因子为 （ 4.51.1）10-5（ N2O,g/CO2,g） 。鉴于数据测量所固有的分散性和不确定性，在计算交通源N2O 排放清单时推荐使用 （ 62） 10-5（ N2O,g/CO2,g） 作为 N2O 平均排放因子，这相当于百公里油耗 126 L（ 20-40 mi/U.S.gal）的燃油经济型车辆 N2O 的排放率为 16.8 mg/km。 8 北美轻型车 N2O 排放研究[11]2001 年 2007 年间， 加拿大环境部和加州空气资源委员会在车辆排放实验室利用底盘测功机对轻型汽油车和轻型柴油车 N2O 的排放因子进行了定量研究。测试车辆共 467 辆，分为新车（ 6500 km）和在用车（ 6500160,000 km） ，使用燃料是低硫汽油（ 30 ppm）及低硫柴油（ 300 ppm） ，所有车辆满足美国环保局和加州污染物排放标准（ Tier 0Tier 2 Bin 3/SULEV） 。研究结果表明，轻型汽车和轻型卡车在相应标准下，污染物排放差别不大。但是除了 Tier 2 车辆，其他不同排放标准下车辆配备催化剂新、旧程度的不同对 N2O 排放影响较大，这可能是由于在本次研究中 Tier 2 标准车辆行驶里程较低，车龄较小。另外，配备氧化催化剂的车辆 N2O 排放高于无催化剂车辆的 2-3 倍。 FTP 工况下，测定的汽油车 N2O 排放因子严于美国第一阶段标准（ Tier 1） ，低于美国和加拿大 2005 年制定的排放清单。机动车尾气 N2O 排放因子的大小与 NMHC 或 NMOG（非甲烷有机物）排放水平有着非常显著的相关性，而与 NOx 和 CO 排放水平的相关性则不是很显著。 9 瑞士 Gubrist 隧道实验研究道路交通制冷剂的排放[12]Stemmler Konrad 等通过瑞士 Gubrist 隧道排放实验对道路交通制冷剂CFC-12（ CCl2F2） ， HCFC-22（ CHClF2）和 HFC-134a（ CF3CH2F）进行了定量研9 究。这些气体均属于温室气体，主要被用作汽车空调系统（ A/C-systems）和冷藏运输的制冷剂。测试在苏黎世地区进行，包括大量的私家车，可代表欧洲典型汽车车队的车辆构成。 研究得出， 各制冷剂平均排放因子是 CFC-12， 100.2 mg/h；HCFC-22， 0.60.4 mg/h； HFC-134a， 6.20.8 mg/h。这些排放因子是指行驶过程中车辆的排放，代表了各类型车辆（无论是否装备空调系统）的平均排放水平。然而，当认为安装 HFC-134a-A/C 空调系统的车辆占总调查车辆的 45，安装CFC-12-A/C 的车辆约为 35，仅考虑安装空调系统的车辆，排放因子则是HFC-134a， 14 mg/h； CFC-12， 2030 mg/h。研究表明， HFC-134a 和 CFC-12 主要归因于乘用车的空调系统的排放，而 HCFC-22 排放则是由运输卡车的冷藏系统所致。 10 机动车 R-134a 排放研究案例[13]福特汽车公司的 W.O.SIEGL 等研究人员首次对现代车辆空调系统制冷剂R-134a（ HFC-134a）的泄漏进行了研究。根据美国环保局（联邦）扩展昼夜测试程序，研究采用密闭蒸发测定装置（ SHED）共测试了福特、丰田、戴姆勒 -克莱斯勒、通用汽车和本田 5 个制造厂商的 28 辆轻型车。所有车辆在发动机和空调系统处于关闭状态的情况下进行为期 2 天的 R-134a 泄漏测试，定量测定使用 GC/FID。 测试结果表明， R-134a 泄漏率为每天 0.010.36 g， 平均 0.070.07g/day。若将行驶、 维修和处置也考虑在内， 配备空调系统的机动车整个生命周期 R-134a的平均排放量可达 0.410.27 g/day，其中车辆维修和处置两个阶段排放占有绝大部分。假设每辆车每年行驶 10000 英里，配备空调系统的机动车 R-134a 排放量对全球变暖的影响约为机动车排放 CO2的 45。 11 轻型机动车空调制冷剂排放研究综述[14]机动车排放的污染物有 CO2、 CO、 NOX、 HC、 PM、 HFC-134a、 CH4和 N2O等，其中 CO2、 HFC-134a、 CH4和 N2O 均是温室气体（ GHGs）。由于 CFC-12（氟利昂）对臭氧层具有破坏作用，所以选用 HFC-134a 替代 CFC-12 作为车用空调系统的制冷剂。 机动车 HFC-134a 排放主要分为四种形式 正常状况 （ regular） 、异常状况（ irregular） 、维修（ servicing）和废弃处置（ disposal） 。正常状况指的10 是从软管和密封件的缓慢泄漏；异常情况是指系统故障造成的 HFC-134a 损失。正如其名所示，维修和处置是车辆在维修和废弃处置过程中 HFC-134a 的损失。SCHWARZ 等（ 2001）研究得出每辆车 HFC-134a 的总排放量（即所有形式）为0.240.06 g/day，而 SIEGL 等（ 2002）估算出的总排放量则为 0.410.27 g/day。SCHWARZ 和 HARNISH 2003得出正常状况和异常状况的总和为 0.19 g/day，STEMMLER 等（ 2004）则将正常和异常两种形式的排放量确定为 0.336 g/day。VINCENT 等（ 2004）估计 HFC-134a 总排放量为 0.24 g/day。由于试验可能存在的不确定性导致了上述实验结果的差异。假设空调车的排放因子是 0.30.1 g/day，每年行驶 10000 英里（ 16000 公里） ，油耗是 25 英里每加仑（ 9.5 升每百公里） ，HFC-134a 的全球变暖潜势为 1300， SIEGL 等（ 2002）认为配备空调系统的机动车泄漏的 HFC-134a 对全球变暖的影响程度约为机动车排放 CO2的 25。 11 第 2 章 测试方法及数据分析 2.1 车辆信息 本研究于 2012 年 5 月至 2013 年 6 月在中国环境科学研究院构建了多功能机动排放测试系统，基于目前北京市主要行驶车辆进行采样分析。通过调研对测试车辆进行分类， 并统筹结合目前机动车温室气体排放的特征选择车辆进行台架和道路排放测试。 CH4测试的轻型汽油车共 19 辆，其中国Ⅳ车 10 辆，国Ⅲ车 7 辆，国Ⅱ、国Ⅰ前车各一辆。所选车辆以北京地区在用车为主，汽车品牌以大众、北京现代、上汽通用、东风等品牌为主，包含合资车及国产车，未包含进口车，大部分车型是目前北京地区主流的家用轿车；排量以 1.62.4 L 为主，行驶里程分布于110420104 km 之间。 CH4测试的天然气 -汽油双燃料车共 25 辆，均为在不同城市运营的出租车。车辆品牌为大众、天津一汽、长安铃木、起亚、东风雪铁龙等，包括原厂 CNG车辆和自行改装 CNG 车辆；排量以 1.82.4 L 为主，行驶里程覆盖 110360104 km。截至本研究结束，经过测量和采样的所有车辆详细信息如下表所示 表 2-1 CH4排放因子测试的轻型汽油车信息 序号 车型信息 行驶里程（ km） 备注 车 1 别克 50465 GC车 2 桑塔纳 84764 GC 车 3 东风风行 36461 GC车 4 东风风行 39179 GC 车 5 东风风行 35386 GC车 6 东风风行 44175 GC 车 7 桑塔纳 207312 GC车 8 别克 76527 GC 车 9 雪弗兰 47925 GC12 车 10 雪铁龙 85419 GC 车 11 雪弗兰 44263 GC车 12 北京现代 76864 GC 车 13 别克 21258 Horiba车 14 速腾 FV7206 66730 Horiba 车 15 夏利 CSA718MC 92542 GC 车 16 伊兰特 BH7167AY 19029 GC 车 17 本田 HG7248 138067 GC 车 18 索纳塔 BH7200MX 99502 GC 车 19 速腾 FV7146TAR 76582 GC 表 2-2 CH4排放因子测试的天然气 -汽油双燃料车信息 序号 车型 行驶里程 km CNG 技术 车 1CNG 桑塔纳 10000 原装 车 2CNG 捷达 14000 改装 车 3CNG 威志 27000 原装 车 4CNG 桑塔纳 27000 原装 车 5CNG 桑塔纳 31000 改装 车 6CNG 桑塔纳 32000 原装 车 7CNG 捷达 54000 原装 车 8CNG 长安铃木 63000 原装 车 9CNG 起亚远舰 70000 改装 车 10CNG 桑塔纳 76000 原装 车 11CNG 起亚远舰 91000 改装 车 12CNG 爱丽舍 106000 改装 车 13CNG 威志 108000 原装 车 14CNG 富康 111000 原装 13 车 15CNG 桑塔纳 118000 原装 车 16CNG 捷达 146000 原装 车 17CNG 捷达 228000 原装 车 18CNG 长安铃木 230000 原装 车 19CNG 捷达 234000 原装 车 20CNG 捷达 239000 原装 车 21CNG 捷达 255000 原装 车 22CNG 桑塔纳 380000 改装 车 23CNG 长安铃木 483000 原装 车 24CNG 富康 620000 改装 车 25CNG 捷达 628000 改装 N2O 测试的轻型汽油车共 24 辆，其中国Ⅳ车 14 辆，国Ⅲ车 7 辆，国Ⅱ、囯Ⅰ、国Ⅰ前车各 1 辆。所选车辆以北京地区在用车为主，汽车品牌以大众、北京现代、上海通用、东风为主，大部分车型是目前北京地区主流的家用轿车；排量以 1.62.4 L 为主；行驶里程主要分布于 21049104km 之间。 表 2-3 N2O 排放因子测试的轻型汽油车信息 序号 车型信息 行驶里程 备注 测试方法 车 1 伊兰特 19029 FT-IR 车 2 BUICK SGM252GL 21258 FT-IR 车 3 KIA 狮跑 26831 FT-IR 车 4 东风风行 35386 GC/ECD 车 5 东风风行 36461 GC/ECD车 6 东风风行 39179 GC/ECD 车 7 东风风行 44175 GC/ECD车 8 雪弗兰京 P5JL07 44263 GC/ECD 车 9 起亚 YQZ6430AE 46409 FT-IR 14 车 10 雪弗兰京 PV6F23 47925 GC/ECD 车 11 悦动 47996 FT-IR 车 12 标志 408 48708 FT-IR 车 13 纳瑞 61643 FT-IR 车 14 速腾 FV7206 66730 FT-IR 车 15 别克 鲁 AD177H 76527 GC/ECD 车 16 速腾 FV7146TAR 76582 FT-IR 车 17 北京现代 76864 GC/ECD 车 18 桑塔纳 84764 GC-ECD车 19 雪铁龙 85419 GC-ECD 车 20 荣威 550 1.8T 92542 FT-IR 车 21 索纳塔 99502 FT-IR 车 22 雅阁 2.4 AT 138067 FT-IR 车 23 捷达 184101 FT-IR 车 24 桑塔纳京 AN8700 207312 GC/ECD 本研究中摩托车测试在天津内燃机研究所进行， 车辆的选择覆盖踏板、 弯梁、骑式和轻便摩托车； 基本覆盖市售摩托车种类。 其中 WH110T 踏板摩托车为 2009年出厂无触媒（无排放后处理）车辆，其余 5 台摩托车均为 20112012 年出厂安装有排放后处理的车辆。 6 台摩托车均为天津内燃机研究所测试车辆，行驶里程均为 6000km 左右，排量为 48cc150cc 市售民用摩托车。 表 2-4 摩托车测试车辆信息 车型信息 行驶里程 km 出厂日期 有 /无触媒 WH110T 踏板 6000 200901 无 JF48QT-5C 轻便 5000 201101 有 HJ150-2A 骑式 6000 201103 有 HJ110-A 弯梁 6000 201103 有 15 WH125-12 骑式 6000 201201 有 CM125T-4V 踏板 6000 201205 有 2.2 测试及采样平台 2.2.1 轻型车测试平台 本实验中所有轻型车车辆采样测试均在中国环境科学研究院在用车排放实验室和汽车性能实验室进行，本实验室轻型车尾气的样品采集采用 HORIBA 整车排放测试系统（如图 2-1）和便携式车载排放测试系统（ PEMS，如图 2-2） 。 图 2-1 轻型汽车排放检测系统 轻型车整车排放系统由底盘测功机、分析模块、全流稀释系统和控制系统组成。本研究在实验过程中将 HORIBA 的采样袋进行改造，与实验所需的特氟龙采样袋用大气采样泵进行连接， 在整车排放系统对车辆完成测试之后收集剩余气体待检测。 采用便携式车载排放测试系统（ PEMS）进行温室气体采样同样基于底盘测功机，在轻型车在底盘测功机上完成固定测试工况的同时在 PEMS 稀释系统尾端连接特氟龙采样袋收集尾气随后使用仪器进行检测。 16 图 2-2 便携式尾气 颗粒物等比例稀释采样系统 该系统的技术关键在于保证采样的等比例性， 即采样流量随尾气流量实时变化时具有良好的相关性。因此，在现场实验时需根据尾气实际流量先调节等比例性，当采样流量和尾气流量的相关系数达到 0.95 以上时，表明采样的等比例性良好，方可进行尾气颗粒物稀释采样。该系统所用的 MPS 曾在美国环保局实验室与 CVS 全流稀释采样系统进行对比，发现两者的采样结果偏差较小，验证了MPS 的采样方法可靠。目前，已使用该系统 在北京对部分工程机械的尾气颗粒物进行了现场采样， 等比例稀释采样情况良好 （如图 2-3 所示， 相关系数达到 0.95以上） ，为今后开展实际道路的机动车尾气颗粒物排放测试奠定了基础。 图 2-3 等比例采样示意图 y 0.00035xR2 0.9710.000.200.400.600.801.001.201.401.600 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000尾气流量（L/min）采样流量（L/min）测 试转 程循 环环 包组 成尾 气态 污轻型汽油试 按 GB