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清华大学科研团队发文揭示车载辅助设备能效测试的温室气体减排潜力
2021-01-22 09:04
清华大学
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  近日,清华大学核研院张达副教授、环境学院张少君助理教授联合团队发文揭示车载辅助设备能效测试的温室气体减排潜力。研究基于百万条轻型乘用车实际油耗数据,定量评估了高温环境下的空调使用对车辆实际油耗的影响,并分析了强化相关法规要求、提升空调效率后的温室气体减排效益。

  已有研究指出轻型乘用车实际道路能耗显著高于其法规测试结果,两者之间的差异在全球不同地区和国家达到20%-40%。空调等车载辅助设备的使用是导致实际道路能耗增加的重要原因之一。然而,中国、欧盟等地区目前尚未将辅助设备能耗纳入汽车燃料消耗限值和温室气体排放法规的测试规程,车企普遍缺乏提升空调能效的直接动力。本研究选取了来自中国不同区域九个城市、超过100万条用户自主报告的实际行驶和油耗记录的长周期、高频率大数据,数据涵盖主流品牌、不同车系的60个车型。通过面板回归模型,研究发现高温下空调使用会导致油耗增加0.5升/百公里以上,全年平均油耗增加0.11升/百公里(相对15-20℃油耗情况,增幅为1.3%),导致乘用车排放更多CO2(见图1)。

图1 轻型乘用车燃油消耗随平均气温的变化(以15-20℃为基准)

  研究进一步识别了不同车型在高温条件下油耗增加幅度的差异性,反映出不同车型和不同空调技术(如采用定排和变排压缩机)的实际能效存在差异。例如,日系品牌的车型平均油耗增加为0.09升/百公里,而自主品牌的车型油耗则平均上升0.13升/百公里。安装定排压缩机的空调车型油耗上升明显高于安装变排压缩机的空调车型(见图2)。通过耦合面板回归模型和随机前沿模型分析,研究发现如果中国实施更有针对性的燃油经济性法规(如包含车用空调的能效测试)或制定更高的车用空调能效标准,可以在不增加车主经济负担条件下,每年实现约160至240万吨CO2减排量。

图2 采用定排和变排压缩机空调的两类车辆在高温条件下油耗增量比较

  张达和张少君联合团队在Cell Press细胞出版社旗下的地球科学期刊One Earth在线发表研究长文,题为“汽车燃油经济性法规考虑辅助设备能耗可带来每年数百万吨CO2减排”(Switching on auxiliary devices in vehicular fuel efficiency tests can help to cut CO2emissions by millions of tons)。

  张达为论文第一作者,张达与张少君为论文通讯作者。环境学院吴烨教授、高隽(2016级本科生,已毕业,现为牛津大学“罗德学者”)、吴潇萌博士和上海交通大学彭颖红教授、陈江平教授、唐鼎副研究员和施骏业博士在数据采集和结果讨论等方面提供了重要帮助。研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的支持。

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