Метан на автомобиль: Установка метана на авто, оборудование для установки ГБО метан на легковые автомобили и газели

Выбросы метана от транспортных средств, работающих на природном газе в Китае

На дорогах CH

CH ₄ Выбросы от выхлопных газов и утечки от автобусов и такси на природном газе в Баодине и Шицзячжуане были измерены нашей мобильной лабораторией оснащен датчиками быстрого реагирования.Мы измерили 26 часов в пути, пройдя около 600 км в этих двух городах в июне 2014 года (подробные сведения об инструментах и ​​пространственном охвате можно найти в дополнительной таблице 3 и дополнительном рисунке 3). Датчики с быстрым откликом (10 Гц) позволили использовать метод слежения за шлейфом для измерения выбросов от транспортных средств на дороге. Несколько критериев, включая достаточные улучшения CO ₂ и CH ₄ , корреляции между CH ₄ и CO ₂ и видеозаписи, записанные на дороге, были разработаны для определения шлейфов от газомоторных транспортных средств.Дополнительный фильм 1 представляет собой пример дорожных измерений. Модель затяжки по Гауссу использовалась для исследования эффективности нашего метода по минимизации влияния выхлопа ближайших транспортных средств, и результаты показывают, что наш метод может значительно снизить помехи, вызванные выбросами от других транспортных средств ²⁸ . Используя метод «погони за шлейфом», нам удалось уловить выбросы от 73 автобусов на природном газе и 63 такси на природном газе во время полевой кампании. Наблюдаемые отношения смешивания CH ₄ и CO ₂ были использованы для получения коэффициентов увеличения и выбросов CH ₄ : CO ₂ .Затем коэффициенты выбросов были преобразованы в коэффициенты выбросов CH ₄ для конкретных видов топлива. Аналогичные методы использовались для оценки выбросов NH ₃ автомобилями ^29,30 . Более подробную информацию и обсуждение неопределенности метода можно найти в разделе «Метод» и Дополнительном обсуждении. На рисунке 2 показаны КВ для дорожного топлива CH ₄ (представленные как% потребленного ПГ), полученные на основе коэффициентов выбросов CH ₄ : CO ₂ , измеренных в Китае, а также ранее сообщенных КВ.

Прямоугольники и усы для наших наблюдений показывают 5-й, 25-й, 50-й, 75-й и 95-й процентили наблюдаемых КВ. Черные точки и столбцы показывают средние значения и стандартные ошибки соответствующих EF, измеренных в Китае. Черные точки и столбцы показывают средние значения и стандартное отклонение (S.D.) соответствующих EF, измеренных в Китае.На этикетках указаны номера независимых образцов (транспортных средств), использованных для получения EF, и стандартные ошибки. Красные точки и столбцы показывают значения выбросов в атмосферу и сезонные поправки соответствующих КВ для Китая. Серые точки и столбцы показывают средние значения и стандартные ошибки соответствующих EF, измеренных в других регионах. Звездочка и связанная с ней полоса показывают расчетный EF и его неопределенность для тяжелых грузовиков, работающих на природном газе, оснащенных двигателем с обедненным горением и катализатором окисления (определение неопределенности можно найти в разделе, посвященном методам).Xie et al. и Guo et al. измеренные общие выбросы углеводородов (THC) вместо CH ₄ ^23,52 . Мы преобразовали их результаты в выбросы CH ₄ , предполагая, что 90% THC составляет CH ₄ , как было предложено Xie et al. и Hu et al. ^23,52 . Наблюдаемый EF для большегрузных автомобилей на 85% выше, чем текущий стандарт (Китай V). «LB + OC», «SM + TWC», «SM + TWC w. CC »,« HPDI »и« HPDI w. DV »обозначает двигатель с обедненным горением с катализатором окисления, стехиометрический двигатель с трехкомпонентным катализатором, стехиометрический двигатель с трехкомпонентным катализатором с выбросами из картера, прямым впрыском высокого давления (HPDI) и HPDI с динамической вентиляцией выбросов.Исходные данные представлены в виде файла исходных данных.

Шестьдесят три такси NG с четкими обозначениями NGV были отобраны для представления легковых автомобилей в Китае, у которых средний EF составлял 1,7 ± 0,5%. EF в 16 раз выше, чем значения, указанные для легких газомоторных транспортных средств в США и ЕС (0,10 ± 0,3%), но EF соответствует выхлопной трубе CH ₄ EF, измеренной в выхлопных газах такси, работающих на природном газе Hu et al. . ²³ (1,7 ± 0,8%). CH ₄ EF, измеренный для 73 автобусов NG в Китае, составляет 2,9 ± 0.5%, что на 90% выше предела CH ₄ китайского стандарта V для большегрузных автомобилей ³¹ . Мы смогли различить автобусы, работающие на сжиженном природном газе (СПГ) и сжатом природном газе (КПГ), проверив этикетку автобусов. Не было обнаружено статистически значимой разницы между коэффициентами заполнения автобусов, работающих на СПГ (39 автобусов, 2,8 ± 0,4%) и автобусов, работающих на КПГ (34 автобуса, 3,1 ± 0,5%). Автобусы NG в этих двух городах были оснащены двигателем LB и OC, и они были сертифицированы по стандартам China VI и China V. соответственно.Мы также наблюдали низкие выбросы NH ₃ от автобусов, работающих на природном газе (дополнительный рис. 4), что согласуется с описанной закономерностью для газомоторных транспортных средств с двигателем LB с OC ^32,33 . Наблюдаемый EF автобусов NG больше согласуется с общим EF CH ₄ на дороге, измеренным Hu et al. ²³ (3,0 ± 0,5%), чем наблюдаемый EF легких газомоторных транспортных средств. Чтобы проверить наш метод, мы провели дополнительные измерения, следя за автобусами NG в Атлантик-Сити, США, весной 2015 года. Наблюдаемый EF согласуется с ранее сообщенными выбросами выхлопной трубы CH ₄ для автобусов NG в США, а также CH ₄ выбросов, используемых в модели GREET ¹⁸ .

Оценка выбросов CH

Выявить грузовики на природном газе в Китае было сложнее, чем на автобусах природного газа, поскольку они не имели такой четкой маркировки, как автобусы природного газа. Следовательно, мы не смогли вывести CH ₄ EF для большегрузных грузовиков NG, используя наши наблюдения. Наше исследование показывает, что грузовики NG, сертифицированные для Китая IV и V от основных производителей в Китае, оснащены аналогичными двигателями LB и OC, но с немного большим рабочим объемом, чем двигатели автобусов NG (дополнительная таблица 4).Этот тип двигателя редко используется на грузовиках в других странах, и поэтому о грузовых автомобилях NG, оснащенных двигателями LB, не сообщалось о CH ₄ EF. Предыдущие исследования показали, что условия вождения транспортных средств могут иметь большее влияние на выбросы CH ₄ , чем шасси ^2,19 . Сравнивая EF CH ₄ , сообщенные для автобусов и грузовиков NG, оснащенных аналогичными двигателями SM и TWC, мы не обнаружили существенной разницы в выбросах выхлопной трубы и картера CH ₄ (рис.2 и Дополнительная таблица 2) ^{33,34,35,36,37,38} . Таким образом, измеренное значение CH ₄ EF автобусов с природным газом используется для оценки выбросов CH ₄ от тяжелых грузовиков с газом. Поскольку грузовики NG могут ездить по шоссе чаще, чем автобусы NG, мы приписали большую ошибку нижней границе неопределенности EF грузовиков NG, которая равна неопределенности нижней границы ранее сообщенных CH ₄ EF LB двигатели с OC (рис. 2 и дополнительная таблица 2).

Вентиляционные выбросы и корректировка сезонности

Поскольку низкий уровень CO ₂ улучшений и корреляций между CH ₄ и CO _{2 улучшений соотношения смешивания} используются для устранения воздействий от других источников CH ₄ , наш метод может улавливать операции связанные выбросы CH ₄ из выхлопных труб и картеров, но могут пропускаться спорадические события вентиляции непосредственно из бортовых топливных баков, которые не поступают в двигатель.Кларк и др. ¹⁹ обнаружил, что эти выбросы трудно охарактеризовать полевыми наблюдениями из-за большого объема метана, выбрасываемого в единичные события, и их прерывистого характера. Используя разницу в давлении в баке и уровне жидкого топлива (%) до и после вентиляции, они оценили, что удельный уровень выбросов в результате этих вентиляционных мероприятий составляет 0,1% от ПГ, потребляемого в США (около 8,4% от общего количества выбросов от насоса к колесам CH _{). 4} выбросов для газомоторных автомобилей в США) ¹⁹ . Такой же уровень выбросов принят в нашем исследовании для учета выбросов в атмосферу.Наши наблюдения проводились в июне при средней температуре окружающей среды 30 ° C, что может недооценивать выбросы CH ₄ в холодное время года, особенно выбросы при холодном запуске. Среди рассмотренных исследований только в двух исследованиях сообщалось о выбросах CH ₄ при холодном запуске тяжелых газомоторных транспортных средств при низких температурах. Соотношение холодного и горячего запуска для EF CH ₄ при температуре около 0 ° C колеблется от 1,08 для автомобилей с EF для конкретного топлива 11,2% до 2,69 для автомобилей с EF для топлива 0.2% (дополнительная таблица 5) ^37,39 . Чтобы учесть потенциальное влияние выбросов при холодном запуске при низкой температуре, мы скорректировали наблюдаемые EF, используя соотношение выбросов при холодном / горячем запуске 1,5 и весовой коэффициент 14% для выбросов при холодном запуске, как указано в испытаниях. процедура для китайского стандарта VI (подробности см. в разделе «Метод»). Скорректированные EF составляют 1,9 [-0,7, +0,9]%, 3,2 [-0,8, +1,0]% и 3,2 [-1,7, +1,0]% для такси NG, тяжелых автобусов NG и тяжелых грузовиков NG. как показано красными точками и полосами на рис.2.

Технологические пути для китайского стандарта VI

На рисунке 2 также показаны EF для двигателей SM, оснащенных TWC и двигателями с прямым впрыском высокого давления (HPDI). Оба имеют потенциал соответствовать пределу CH ₄ китайского стандарта VI. Однако наблюдались высокие выбросы CH ₄ из картеров двигателей SM, поскольку NG мог проходить через зазоры между поршневыми кольцами и цилиндрами ¹⁹ . Если учесть выбросы CH ₄ картера, двигателям SM будет сложно соответствовать стандарту China VI, если не будет установлена ​​сложная закрытая система вентиляции картера (CCV) ² .Не сообщалось о выбросах CH ₄ из картера для двигателей HPDI, но двигатели HPDI требуют сброса топлива под высоким давлением для уравновешивания давления природного газа и дизельного топлива, что приводит к динамическому сбросу выбросов CH ₄ ¹⁹ . Выбросы CH ₄ при динамической вентиляции могут намного превысить выбросы CH ₄ из выхлопной трубы при эксплуатации в городских условиях и могут быть эквивалентны выбросам из выхлопной трубы при эксплуатации на шоссе ¹⁹ .

Выбросы парниковых газов от скважин к колесам от газомоторных транспортных средств в Китае

Предыдущие исследования оценили выбросы парниковых газов WTW для газомоторных транспортных средств в Китае с ограниченным учетом выбросов CH ₄ от газомоторных транспортных средств (см. Дополнительную таблицу 6 для рассмотренных исследований) ^{14, 16,22} .Ou et al. ²² исследовали множественные пути СПГ и СПГ в Китае и сообщили об уровне утечки WTP около 0,6% потребляемого природного газа в модели анализа жизненного цикла Цинхуа. Huo et al. предположили, что технологии производства и распределения КПГ и СПГ в Китае аналогичны технологиям, используемым в других регионах, и приняли нормы 1,93% природного газа, потребляемого для добычи и производства, и 0,007% газа, транспортируемого на км по трубопроводу из модели GREET ^16,18 . Разница в выбросах парниковых газов WTP между КПГ и СПГ (1%) ниже, чем вариация, вызванная утечкой CH ₄ из трубопровода (стандартное отклонение 7%), поскольку расстояние транспортировки колеблется от 200 до 4400 км для разных провинций. .Следовательно, один и тот же коэффициент выбросов парниковых газов WTP (28 ± 6 CO _2экв. МДж ^-1 ) и одинаковый уровень утечки WTP CH ₄ (1,65 ± 1,05% потребляемого природного газа) используются как для СПГ, так и для КПГ. Общий уровень утечки WTP примерно такой же, как CH ₄ EF маломощных NGV и на 40% ниже, чем CH ₄ EF тяжелых NGV (рис. 2).

Зависящие от расстояния EF WTW GHG для NGV получены в этом исследовании путем объединения ранее сообщенных EF GHG выше по течению, зависящего от расстояния расхода топлива и скорректированных EF CH ₄ NGV (показаны на рис.3). Неопределенность национального уровня WTW GHG EF для газомоторного топлива в Китае велика из-за различий в расстоянии транспортировки природного газа по трубопроводу (от 200 км до 4400 км). Для провинциального анализа, как показано Huo et al. ¹⁶ , погрешность можно уменьшить. При наблюдаемых выбросах CH ₄ маловероятно, что легковые газомоторные автомобили и автобусы на природном газе сократят выбросы парниковых газов по сравнению с их аналогами. Для автобусов, работающих на природном газе, выбросы парниковых газов WTW, вероятно, будут выше, чем для автобусов с дизельным двигателем, даже если они удовлетворяют требованиям китайского стандарта VI по ограничению CH ₄ из-за повышенного расхода топлива (дополнительная таблица 7).Переход с дизельных грузовиков на грузовики NG текущего поколения, оснащенные двигателями LB и OC, поскольку измеренные автобусы NG, вероятно, увеличит выбросы парниковых газов на 160 [−200, +180] г CO _2eq км ⁻¹ . Только те, которые работают в основном на автомагистралях в регионах, близких к источникам, могут иметь более низкий WTW GHG EF по сравнению с дизельными грузовиками.

Панели a и b показывают выбросы парниковых газов между колесами для легких и тяжелых транспортных средств, соответственно, в Китае.Синие столбцы показывают выбросы парниковых газов WTW без учета CH ₄ . Зеленые и оранжевые полосы — эквиваленты CO ₂ выбросов CH ₄ и выбросы CH ₄ от газомоторных транспортных средств (для CH ₄ от потребления ископаемого топлива используется ПГП 30 на временной шкале 100 лет. согласно IPCC AR5) ¹² . Что касается автомобилей и автобусов, то использование газомоторного топлива может не способствовать снижению выбросов парниковых газов. Грузовики, работающие на природном газе, соответствующие китайскому стандарту VI, имеют более низкие выбросы парниковых газов по сравнению с дизельными грузовиками.Черные полосы ошибок показывают высокие и низкие оценки, полученные с использованием распространения ошибок неопределенностей нескольких входных параметров (например, выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла, коэффициенты выбросов CH ₄ и потребление топлива). Оценки неопределенности (стандартное отклонение, стандартное отклонение) отдельных параметров перечислены в дополнительных таблицах 1, 6, 7 и 11. Исходные данные представлены в виде файла исходных данных.

Для грузовиков, оснащенных двигателями SM и TWC или HPDI, выбросы парниковых газов WTW аналогичны дизельным грузовикам.Следует отметить, что расход топлива грузовиков с двигателями SM и TWC предполагается таким же, как у грузовиков с двигателями LB. Работа в обедненных условиях — эффективный способ повышения топливной экономичности по сравнению с чистой стехиометрической работой ⁴⁰ . Однако экономию топлива двигателей SM можно значительно улучшить, эксплуатируя двигатель с разбавленными смесями через системы рециркуляции выхлопных газов (EGR), которые также могут значительно снизить выбросы NO _x ^35,40 .Hajbabaei et al. ³⁵ сравнил расход топлива двигателя SM с системой EGR и двумя двигателями LB. Они обнаружили, что двигатель SM с системой рециркуляции отработавших газов имел очень похожий расход топлива по сравнению с двигателями LB. Для грузовиков NG, которые будут сертифицированы по стандарту China VI, двигатели SM, вероятно, будут использоваться с системой EGR, чтобы быть конкурентоспособными на рынке с точки зрения экономии топлива и соответствовать требованиям China VI NO _x лимит выбросов и лимиты расхода топлива China Stage 3 ⁴¹ .Этот же расход топлива был масштабирован на 0,95, чтобы приблизиться к расходу топлива двигателей HPDI, поскольку Thiruvengadam et al. ³² сообщил, что расход топлива двигателей HPDI был на 4% ниже, чем у двигателей SM с системами EGR.

Если стандарт Китая VI строго соблюдается, а реальные выбросы будут такими же, как и лимит выбросов CH ₄ , переход с дизельных грузовиков на грузовики с газом приведет к сокращению выбросов парниковых газов на 100 ± 150 г CO _{2 экв.} км ⁻¹ и выше по течению CH _{4 Утечки} станут ограничивающим фактором для снижения выбросов парниковых газов WTW от газомоторных транспортных средств в Китае.Хотя обеспечение реальных выбросов в соответствии с сертифицированными пределами выбросов является сложной задачей, было показано, что технически это достижимо, по крайней мере, для выбросов NO _x от грузовиков Euro VI, которым стандарт Китая VI эквивалентен ²⁶ .

Выбросы CH

Потребление природного газа в секторе транспорта, хранения и почтовой связи, указанное в Статистическом ежегоднике Китая (CSYB), не содержит подробной категориальной информации для оценки выбросов CH ₄ от газомоторных транспортных средств в Китай ⁴² .Таким образом, мы оценили потребление природного газа в такси, легких газомоторных автомобилях (не такси), автобусах и грузовиках на природном газе в Китае как произведение количества транспортных средств (дополнительная таблица 1) и расхода топлива в зависимости от расстояния (дополнительная таблица 7). , и годовой пробег (дополнительная таблица 8). Четыре категории определяются на основе характеристик расхода топлива и выбросов, а также наличия данных о населении. На рис. 4a показано расчетное потребление природного газа и зарегистрированное потребление природного газа в CSYB ⁴² .Личные малотоннажные газомоторы (малотоннажные газомоторы, за исключением такси на природном газе) следует исключить при сравнении расчетного потребления природного газа и заявленных значений CSYB, поскольку топливо, потребляемое личными транспортными средствами, не включается в сектор транспорта, хранения и почты в CSYB. ⁴³ . Сумма потребления природного газа такси, автобусами и грузовиками немного ниже, чем потребление, указанное в CSYB, поскольку потребление природного газа грузовыми судами включено в CSYB, но не включено в наши оценки. На 2017 год наша оценка ближе к заявленному потреблению CSYB, вероятно, из-за нехватки природного газа в Китае зимой 2017 года.В 2017 году автобусы и грузовики на природном газе потребляли около 70% от общего потребления природного газа на газомоторном топливе.

Расчетное (столбики или сплошные линии) и прогнозируемое (пунктирные линии) потребление ПГ ( a ), общие выбросы CH ₄ от газомоторных транспортных средств ( b ) и изменения выбросов парниковых газов WTW при переходе на газомоторные автомобили ( c ) в Китае с 2000 по 2030 годы.Серая линия в a показывает зарегистрированное потребление природного газа в секторе транспорта, хранения и почты, указанное в Статистическом ежегоднике Китая (CSYB). При сравнении расчетного потребления природного газа и потребления природного газа из CSYB следует исключить легковые автомобили (без такси) (голубая полоса в a ). Столбики ошибок в a и b и серая область в c указывают высокие и низкие оценки, полученные с использованием распространения ошибок неопределенностей нескольких входных параметров.Оценки неопределенности (стандартное отклонение, стандартное отклонение) отдельных параметров перечислены в дополнительных таблицах 1, 6, 7, 8 и 11. Исходные данные представлены в виде файла исходных данных.

Суммарные выбросы CH ₄ и изменения в выбросах WTW ПГ рассчитываются путем умножения соответствующих коэффициентов выбросов (выбросы в атмосферу и сезонность) на потребление ПГ (более подробную информацию см. В разделе «Метод»). На рис. 4b, c показаны оценочные и прогнозируемые общие выбросы CH ₄ от газомоторных транспортных средств в Китае, а также изменения в выбросах парниковых газов WTW при переходе на газомоторные автомобили от бензиновых и дизельных аналогов в период 2000–2030 годов.Годовые выбросы CH ₄ от газомоторных транспортных средств в Китае увеличились с 0,0014 [−0,0004, +0,0004] млн тонн в 2000 году до 0,77 [−0,28, +0,22] млн тонн в 2017 году. Переход на газовые двигатели увеличил выбросы парниковых газов на 83 млн тонн CO _{. 2 экв.} на 2000–2017 гг. Более 80% выбросов CH ₄ от газомоторных транспортных средств выбрасывается автобусами и грузовиками, работающими на природном газе, в 2017 году из-за их высокого расхода топлива и высоких коэффициентов выбросов. Таким образом, реализация ограничения CH ₄ китайского стандарта VI для большегрузных транспортных средств имеет решающее значение для снижения будущих выбросов CH ₄ от газомоторных транспортных средств.

Будущие сценарии

Три сценария были разработаны для оценки различных путей внедрения китайского стандарта VI. В таблице 1 перечислены основные особенности этих сценариев. Оценки численности населения адаптированы из прогноза Wu et al. ⁶ , где рассматривалась агрессивная электрификация для соответствующих парков (см. Дополнительную таблицу 9 для прогнозируемого количества транспортных средств для трех сценариев). Потребление топлива большегрузными автомобилями (как газомоторными автомобилями, так и обычными бензиновыми или дизельными автомобилями), приобретенными после 2021 года, снижается на 15% при условии успешного выполнения Китайского стандарта расхода топлива на уровне 3 ⁴¹ .

Сценарий с высоким уровнем выбросов представляет собой путь, по которому разрешается дооснащение легковых автомобилей. Кроме того, в этом сценарии предполагается, что ограничение CH ₄ китайского стандарта VI применяется слабо, что имело место для предыдущих стандартов, как показано здесь. Хотя двигатели LB с OC считаются технологией последнего поколения, они могут соответствовать ограничению NO _x китайского стандарта VI, если используется SCR ¹¹ .Если ограничение CH ₄ китайского стандарта VI реализуется слабо, двигатели LB могут доминировать на рынке тяжелых транспортных средств из-за их преимуществ с точки зрения первоначальной стоимости, поскольку двигатели SM требуют точных стратегий управления соотношением воздух-топливо и выхлопных газов. система рециркуляции газа ⁴⁰ . В соответствии с этим сценарием ежегодные выбросы CH ₄ от газомоторных транспортных средств в Китае увеличатся до 3,3 Мт, что эквивалентно 8% расчетных общих антропогенных выбросов CH ₄ и 17% выбросов CH ₄ , связанных с производством и потреблением ископаемого топлива. в Китае в 2010 году ¹³ .В совокупности переход на газомоторный транспорт от аналогов приведет к увеличению выбросов парниковых газов WTW на 432 млн т CO _2экв. с 2020 по 2030 год в рамках этого сценария (интегрированная площадь под оранжевой кривой на рис. 4b с 2020 по 2030 год).

Сценарий со средним уровнем выбросов представляет собой вариант, при котором модернизация запрещена, а тяжелые газомоторные автомобили, проданные после 2019 года, оснащены двигателями SM или HPDI. Из-за увеличения стоимости скорость проникновения газомоторного топлива ниже, чем в сценарии с высоким уровнем выбросов.Согласно этому сценарию, выбросы CH ₄ от газомоторных транспортных средств в Китае будут увеличиваться более медленными темпами, достигнув 1,3 Мт в 2030 году, а совокупные изменения в выбросах парниковых газов WTW с 2020 по 2030 годы увеличатся на 117 Мт CO _2экв.

Сценарий с низким уровнем выбросов предполагает, что EF тяжелых газомоторных транспортных средств, приобретенных после 2019 года, совпадает с лимитом CH ₄ стандарта China VI. Предполагается, что рост газомоторного топлива будет локализован в регионах-источниках, где цена на газ низка, а утечка выбросов CH ₄ , связанных с распределением природного газа, ниже, чем в сценариях со средним и высоким уровнем выбросов.Годовые выбросы CH ₄ от газомоторных транспортных средств в Китае постепенно снизятся до 0,7 Мт в 2030 году и сократят выбросы парниковых газов WTW на 77 Мт CO _2экв. кумулятивно с 2020 по 2030 год в соответствии с этим сценарием. Сравнивая кумулятивные изменения WTW GHG между сценариями с высоким и низким уровнем выбросов, мы обнаруживаем, что строгое соблюдение китайского стандарта VI для большегрузных автомобилей может привести к сокращению выбросов парниковых газов на 509 Mt CO _2eq на 2020-2030 годы, что эквивалентно устранение выбросов парниковых газов 12 млн легковых автомобилей при текущем уровне выбросов парниковых газов.

Google Street View Автомобиль, используемый для обнаружения и количественной оценки утечек метана

Объем добычи природного газа в мировых энергосистемах растет, поскольку в нем углерод на киловатт-час намного ниже. Но утечки метана, которые приводят к выбросу в воздух больших объемов газа, изменяющего климат, могут свести на нет это преимущество.

Теперь автомобиль Google Street View позволил исследователям точно определить и количественно оценить серьезность утечек природного газа в пяти разных городах.

Утечка 2016 года на одном из крупнейших хранилищ природного газа в стране привлекла значительное внимание к пагубным последствиям утечки метана для атмосферы.

НЕ ПРОПУСТИТЕ: утечка на месторождении природного газа теперь составляет одну четверть всех выбросов метана в ЦА

Хотя крупномасштабные утечки можно обнаружить и измерить, неизвестное количество метана продолжает просачиваться из более чем 1 миллиона миль труб низкого давления, которые используются для передачи газа от производственных объектов в дома и предприятия.

В городах эти выбросы обычно измеряются «сверху вниз» с помощью датчиков в самолетах. Но этот подход недостаточно детализирован, чтобы точно определить отдельные утечки в трубопроводах природного газа или измерить, насколько серьезны эти утечки.

Теперь совместная группа, возглавляемая учеными из Университета штата Колорадо, Фонда защиты окружающей среды и Google Earth Outreach, разработала метод количественной оценки уровней выбросов метана и их привязки к гораздо более детализированным местоположениям в ряде мегаполисов, например описано The Washington Post .

Стиг приветствует автомобиль Google Street View на испытательном треке Top Gear

Метод был описан в статье, опубликованной в издании Environmental Science & Technology .

Ученые слегка модифицировали хэтчбек Subaru Impreza 2012 года, управляемый Google Планета Земля, чтобы собрать местные картографические данные. Они проложили впускную трубу через передний бампер, добавили бортовой анализатор в режиме реального времени в грузовой отсек и установили оборудование для определения местоположения и измерения окружающей среды на крыше.

Это позволяло автомобилям собирать и обрабатывать данные о предполагаемом уровне выбросов метана в любой заданной области, через которую проезжал автомобиль — восходящий подход к измерению, который был критически важен для точного определения места утечки метана.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ: Газовые заводы сокращают углерод, но выбросы метана могут быть в 100 раз выше, чем ожидалось

Результаты не слишком удивительны: города, в которых были ускорены программы по замене устаревших газопроводов, показали лучшие результаты, в том числе Берлингтон, штат Вермонт, и Индианаполис, штат Индиана.

Старые города или населенные пункты также не преуспели: Бостон и Статен-Айленд, как выяснилось, выбрасывают примерно 1300 и 1000 тонн метана в год соответственно.Большинство измеренных утечек были отнесены к категории незначительных, но они суммировались.

Одной из основных целей команды было получение надежных данных, которые можно было бы использовать для определения приоритетов проектов по замене труб, что позволило бы городам быстро заменить участки с наибольшими утечками и выбросами. Считайте это беспроигрышным вариантом для индустрии и окружающей среды.

Карта утечек метана в районе Большого Бостона, опубликованная в журнале Environmental Science & Technology.

Добыча природного газа существенно выросла за последнее десятилетие из-за сочетания снижения затрат, снижения выбросов углерода на выработанный киловатт-час и значительных новых поставок, ставших возможными благодаря усовершенствованию технологий гидроразрыва пласта.

В то же время научное сообщество начало уделять больше внимания своим общим рискам для окружающей среды и влиянию на нее.

По оценкам исследователей, выбросы метана на производственных объектах были сильно недооценены, и что влияние метана на парниковые газы в 84 раза больше по весу, чем у двуокиси углерода.

ПРОВЕРКА: Водохранилища гидроэлектростанций выбрасывают метан, парниковый газ: нет бесплатного обеда?

Таким образом, хотя природный газ действительно имеет свои неотъемлемые преимущества, методы его добычи и транспортировки требуют более пристального внимания.

Новые и более совершенные методы сбора данных, включая модифицированные автомобили Google Street View, могут дать столь необходимую объективную точку зрения на то, насколько серьезна проблема протекающей инфраструктуры на самом деле.

— Мэтью Пилигрим

_______________________________________

Следите за GreenCarReports в Facebook и Twitter.

Выбросы автомобилей | Руководство по зеленому транспортному средству

Существует два типа выбросов, влияющих на окружающую среду:

Выбросы парниковых газов, таких как двуокись углерода (CO ₂ ), которые могут задерживать дополнительное тепло от солнца в атмосфере Земли, вызывая «парниковый эффект» и изменение климата.CO ₂ — основной парниковый газ, производимый автотранспортными средствами. В 2017 году средний комбинированный выброс CO ₂ для нового легкового автомобиля, проданного в Австралии, составил 182 грамма на километр (г / км).

По оценкам Национальной транспортной комиссии, если бы австралийские потребители приобрели автомобили с лучшими в своем классе выбросами, в среднем по стране выбросы CO ₂ для новых легких транспортных средств были бы более чем на 50 процентов ниже.

CO ₂ Выбросы в австралийском парке новых легких транспортных средств

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, таких как углеводороды, оксиды азота и твердые частицы, могут привести к смогу и неблагоприятным последствиям для здоровья, таким как респираторные заболевания, сердечно-сосудистые заболевания и рак.

Уровень евро, указанный для каждого транспортного средства, указывает на стандарты загрязнения воздуха, которым автомобиль соответствует в Австралии. Австралийские правила проектирования требуют, чтобы все автомобили, поставляемые на австралийский рынок, соответствовали минимальному стандарту (в настоящее время 5 евро). Однако многие автомобили, продаваемые в Австралии, соответствуют более жестким стандартам Euro 6, принятым в Европейском Союзе и на других рынках.

Выбросы парниковых газов

Основными выбросами от автотранспортных средств (по объему) являются парниковые газы, которые способствуют изменению климата.В транспортных средствах основным парниковым газом является двуокись углерода (CO ₂ ), но транспортные средства также выделяют парниковые газы закись азота и метан. Однако не все автомобили оказывают одинаковое воздействие. Уровень выбросов CO ₂ автомобилем зависит от количества потребляемого топлива и типа используемого топлива.

Сектор автомобильного транспорта зависит от топлива на нефтяной основе. Рост австралийских автомобильных перевозок привел к соответствующему увеличению количества транспортных средств, потребляющих топливо, что, в свою очередь, привело к увеличению выбросов парниковых газов в этом секторе.В 2016 году легкие пассажирские и коммерческие автомобили произвели более 59 ^o Mt CO ₂ -e, что составило 61% выбросов от транспортного сектора и более 11% всех выбросов парниковых газов, произведенных в Австралии ¹ .

Министерство окружающей среды и энергетики ведет Национальные счета парниковых газов Австралии, в которых содержится дополнительная информация о выбросах парниковых газов в Австралии.

В Green Vehicle Guide (GVG) более высокое число CO ₂ означает, что автомобиль производит более высокие уровни углекислого газа (CO ₂ ) из выхлопной трубы.Все новые модели автомобилей полной массой до 3,5 тонн, продаваемые в Австралии, проходят испытания для определения расхода топлива и уровня выбросов CO ₂ . Тест дает три результата по расходу топлива и выбросам CO ₂ — «комбинированному», «городскому» и «загородному» значениям. Комбинированное значение выбросов CO ₂ используется в качестве первичной основы для ранжирования транспортных средств на веб-сайте GVG. Эта информация также отображается на этикетке расхода топлива, прикрепленной к ветровому стеклу новых автомобилей.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Загрязнители воздуха, такие как оксид углерода, оксиды азота, твердые частицы, летучие органические соединения и бензол, выбрасываются в окружающую среду автотранспортными средствами. Загрязнители воздуха могут способствовать возникновению проблем с качеством воздуха в городах, таких как фотохимический смог, и отрицательно влиять на здоровье человека. Дополнительную информацию о воздействии и источниках загрязнителей воздуха можно получить в Департаменте окружающей среды и энергетики.Данные Национального кадастра загрязнителей показывают, что в Австралии автотранспортные средства остаются основной причиной загрязнения воздуха в городских районах. Однако не все автомобили загрязняют атмосферу одинаково.

На GVG автомобили, которые соответствуют более высокому стандарту загрязнения воздуха, производят более низкие уровни вредных загрязнителей, чем автомобили того же типа топлива, которые соответствуют более низкому стандарту. В столбце «Стандарт загрязнения воздуха» указывается стандарт, по которому конкретное транспортное средство было успешно сертифицировано в Австралии.

Согласно стандартам Австралии по выбросам, транспортные средства, работающие на бензине, сжиженном нефтяном газе (LPG) или природном газе (NG), должны соответствовать ограничениям на выбросы окиси углерода (CO), углеводородов (HC) и оксидов азота (NOx). В дополнение к этим загрязняющим веществам, дизельные автомобили и автомобили с прямым впрыском топлива, соответствующие стандарту Евро 5 или более поздней версии, также должны соответствовать пределу выбросов твердых частиц (ТЧ). Дополнительную информацию о нормах выбросов для автотранспортных средств можно получить на веб-сайте Департамента.

В соответствии со стандартами выбросов предельные значения выбросов, применимые к конкретному транспортному средству, варьируются в зависимости от массы транспортного средства, его типа топлива и того, является ли он пассажирским или легким коммерческим транспортным средством. Дизельные автомобили имеют более высокий предел выбросов оксидов азота, в то время как автомобили с бензиновым двигателем имеют более высокий предел выбросов оксида углерода.

Все новые легковые автомобили, произведенные с 1 ноября 2016 года, должны соответствовать Австралийскому правилу 79/04 (Контроль выбросов легких транспортных средств), которое полностью соответствует требованиям международного стандарта, широко известного как Euro 5.Дизельные автомобили должны соответствовать пределу количества частиц, чтобы соответствовать этому стандарту.

Ряд производителей представили Департаменту доказательства, подтверждающие, что некоторые из их автомобилей, продаваемых в Австралии, соответствуют последнему стандарту, широко известному как Евро 6. Этот стандарт устанавливает более жесткие ограничения на оксиды азота для автомобилей с дизельным двигателем и требует, чтобы бензиновые автомобили с прямым впрыском соответствовать пределу количества частиц.

Поскольку данные для столбца стандартов загрязнения воздуха основаны на стандарте выбросов, по которому транспортное средство было сертифицировано в Австралии, GVG предоставляет возможность идентифицировать автомобили с улучшенными показателями загрязнения воздуха.Однако следует отметить, что некоторые модели автомобилей могут быть сертифицированы по другому стандарту выбросов в других странах. Решение о сертификации транспортного средства в соответствии с минимальным стандартом только в Австралии или более строгим стандартом остается на усмотрении производителей транспортных средств.

¹ Данные о выбросах парниковых газов с разбивкой по источникам доступны в Национальном реестре парниковых газов по адресу: http://ageis.climatechange.gov.au/

автомобилей могут работать на газе из коровьего навоза, исследование показывает

«В Соединенных Штатах насчитывается 8,5 миллионов коров, каждая из которых производит достаточно навоза, чтобы потенциально производить около 30 кубических футов биометана в день, который может заменить значительное количество природного газа по сегодняшним ценам», — сказал Аллен Дюза, менеджер проекта биотоплива по устойчивому развитию Сохранение. «При использовании в качестве автомобильного топлива биометан может привести в действие миллион автомобилей».

Новое исследование «Биометан из молочных отходов: Справочник по производству и использованию возобновляемого природного газа в Калифорнии» предлагает наиболее эффективные и экономичные технологии производства биометана, а также конкретные применения и рынки для газа.

«Это не« коровий пирог в небе », — сказал Дюсо. «Технологии преобразования молочного навоза в биометан уже используются на нескольких полигонах в США. В Швеции 20 заводов по производству биометана и 2300 автобусов. Поскольку цены на природный газ продолжают расти, биометановое топливо становится более конкурентоспособным по сравнению с природным газом и дизельным топливом и намного дешевле водорода. Переход на биометан улучшает качество воздуха, снижает выбросы парниковых газов, улучшает качество воды и укрепляет сельскую экономику.

«На самом деле это не тот навоз, который мы будем загружать в резервуар», — сказал Пол Мартин, директор экологической службы Western United Dairymen. «Мы будем использовать газ, который образуется при переработке навоза в метановом котле, а затем довести его до качества автомобильного топлива. На молочных фермах в Калифорнии работает или строится более десятка метановых варочных котлов. Фермеры, выращивающие молочные продукты в Нью-Йорке, Висконсине и других штатах, также открывают для себя экономические, экологические и общественные преимущества местной энергии.”

В настоящее время часть метана, производимого на молочных фермах, используется для выработки электроэнергии. Тем не менее, метантенки можно модернизировать для производства биометана для автомобильного топлива. По мере развития технологий, развития рыночных сил и создания инфраструктуры биометан может стать жизнеспособным автомобильным топливом на фермах и / или для местной продажи и распределения.

В Калифорнии есть особенно веские причины для использования биометана. В штате проживает более 1,7 миллиона дойных коров с технически осуществимым потенциалом производства около 18 миллиардов кубических футов метана в год, что эквивалентно более 150 миллионам галлонов бензина.В долине Сан-Хоакин, где проживает большинство коров, воздух является одним из самых загрязненных в стране. Молочная промышленность по производству биометана вдоль шоссе 99 может послужить началом магистрали для возобновляемых источников топлива, которая, возможно, в будущем превратится в «магистраль возобновляемого водорода», если окажется, что преобразование биометана в водород окажется выгодным.

«В отличие от этанола и биодизеля, биометан не получает прямого государственного финансирования или стимулов. Чтобы быстро реализовать весь потенциал биометана, федеральное правительство и правительства штатов должны поддерживать развитие технологий, рынков, программной инфраструктуры и нормативно-правовой базы, которые позволят быстро использовать этот практический внутренний энергетический ресурс », — сказал Майкл Марш, генеральный директор Western United. Молочники.

Биометан из молочных отходов: Справочник по производству и использованию возобновляемого природного газа в Калифорнии. представляет собой сотрудничество между экспертами по широкому кругу специальностей, включая передовые транспортные технологии, альтернативные виды топлива, молочные операции и воздействие на окружающую среду. Исследование финансировалось за счет гранта Министерства сельского хозяйства США по развитию сельских районов. Партнерами по проекту являются Sustainable Conservation, Western United Dairymen, Институт управления окружающей средой, Центр Great Valley, CalStart и RCM Digesters.

Полный текст исследования доступен для скачивания в Интернете.

Коровий метан и выбросы от автомобилей — один хуже другого?

Мы поддерживаем читателей. Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.

Что приходит на ум в первую очередь, когда вы думаете о выбросах парниковых газов? Это производство электроэнергии из невозобновляемых источников или транспорт и коровы?

Возможно, вы не отнесли коров к категории, которая способствует глобальному изменению климата, но они действительно производят значительное количество метана в процессе пищеварения, известного в СМИ как «коровье пукание» или «отрыжка».«Очаровательные животные, которые дают мясо и молочные продукты, также вносят свой вклад в изменение климата по своим естественным причинам.

Некоторые, однако, спорили о том, вредны ли выбросы коровьего метана или автомобильные выбросы для окружающей среды. Каждый из них участвует в повышении температуры. Выбросы автомобилей входят в тройку крупнейших производителей парниковых газов в мире, но с увеличением количества людей, переходящих на электрические или гибридные автомобили, коровий метан может ухудшиться.

В ходе большой дискуссии о коровьем метане и выбросах автомобилей вы узнаете о каждом из их воздействий на окружающую среду и о том, как вы можете стать частью решения по сокращению выбросов как от коров, так и от автомобилей.

Парниковый эффект естественным образом нагревает поверхность земли. При этом солнечное излучение достигает атмосферы. Не все это остается на Земле, поскольку некоторые отражаются обратно в космос. На Земле источники земли и воды поглощают то излучение, которое нагревает мир. Вот почему в жаркие дни гудрон на дороге или вода в бассейне может быть горячей.

Поглощенное тепло затем отражается и излучается в космос.Однако в атмосфере есть парниковые газы, которые удерживают тепло, сохраняя землю в тепле, позволяя людям, растениям и животным выжить. Тем не менее, деятельность человека за эти годы привела к еще большему увеличению выбросов парниковых газов, нанося вред, а не поддерживая жизнь.

Процесс, предназначенный для поддержания жизни, в настоящее время наносит вред окружающей среде в первую очередь из-за деятельности человека. Глобальная температура повысилась с годами из-за избытка парниковых газов. Среди наиболее распространенных — углекислый газ, метан, закись азота и фторированные газы.В этой статье рассматриваются два вопроса: метан и углекислый газ.

На сельскохозяйственные методы в целом приходится около 10% мировых выбросов парниковых газов. Хотя сельское хозяйство выделяет несколько парниковых газов, значительную часть выбросов составляет метан.

Метан гораздо более эффективен в улавливании тепла, чем углекислый газ, даже несмотря на то, что его срок службы короче. По оценкам, через столетие воздействие метана на окружающую среду будет примерно в 25 раз сильнее, чем воздействие углекислого газа.

Коровы — не единственные, кого на ферме винят в производстве метана. Свиньи, козы и овцы также вносят вклад в выбросы метана от ферм. У всех этих животных есть несколько желудков, которые естественным образом производят метан при переваривании пищи. Коровы и другие животные должны питаться травой, но их кормят зерном, что удлиняет процесс пищеварения, вызывая большее производство метана.

Кроме того, многие фермеры хранят навоз в больших лагунах или резервуарах для хранения. Пока он сидит, он продолжает выделять метан.Вот почему сельское хозяйство является крупнейшим источником метана. Люди выращивают большое количество животных для производства продуктов питания, поэтому люди виноваты в количестве метана, выбрасываемого в атмосферу.

Люди полагаются на транспорт, чтобы добраться до работы, в продуктовые магазины или поехать в отпуск. Хотя есть надежда на сокращение выбросов от транспортных средств с помощью электрических и гибридных транспортных средств, промышленность и использование людьми стандартных транспортных средств по-прежнему вносят значительный вклад в выбросы парниковых газов.

При сжигании ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо, они выделяют в атмосферу углекислый газ. Из всех парниковых газов углекислый газ составляет большую часть, что составляет около 81%. Не все это связано только с транспортом, но транспорт действительно вносит наибольший вклад в выбросы углекислого газа. В целом в 2018 году транспорт составил 28% от общего количества парниковых газов, что сделало его крупнейшим источником выбросов.

Выбросы автомобилей загрязняют воздух.По мере увеличения количества углекислого газа страдает окружающая среда. Выбросы влияют на воздух, почву и воду. Плюс страдает здоровье человека. Частицы в выхлопных газах автомобилей могут вызвать раздражение кожи, глаз и дыхательной системы.

В мире поголовье коров преобладает над поголовьем автомобилей. Однако трудно сказать, вреден ли коровий метан для окружающей среды, чем выбросы автомобилей.

Метан остается в атмосфере меньше времени, чем углекислый газ, но удерживает тепло в течение более длительного времени.С другой стороны, в конкретный год вырабатывается больше углекислого газа, чем метана, хотя весь этот углекислый газ не обязательно вырабатывается автомобилями.

Они оба одинаково вредны для окружающей среды. К счастью, есть способы уменьшить количество метана, производимого коровами, и количество углекислого газа, производимого транспортными средствами.

Поскольку деятельность человека является источником каждого из этих парниковых газов, вы можете стать частью решения по сокращению выбросов как метана, так и углекислого газа.Во-первых, сократите количество потребляемого красного мяса и молочных продуктов. Потребление меньшего количества говядины и молочных продуктов означает, что для удовлетворения потребностей населения необходимо выращивать меньше коров. Во-вторых, вы можете выбрать экологически чистый транспорт, например, пешие прогулки, езду на велосипеде, совместную поездку на автомобиле или электромобиль.