第1章 绪论 1
1.1背景 1
中国经济发展和机动车保有量剧增 1
能源安全和温室气体减排压力 2
替代燃料的发展和中国政府的努力 3
1.2问题的提出 5
1.3生命周期评价和WTW研究的发展 7
生命周期评价的发展历程 7
国外车用燃料WTW研究的发展 9
国内车用燃料WTW研究的进展 11
国内研究需要深入的部分 12
1.4研究路径和内容 13
第2章 研究方法和模型描述 15
2.1总体研究框架 15
2.2WTW分析的定义和模型描述 17
燃料路线 17
时间范围 19
功能单位 19
WTT计算流程和说明 20
TTW计算流程和说明 24
WTW的结果合成 25
数据来源和质量 26
2.3持有者成本模型的构建 26
模型框架 26
基准的设定 27
各种含能资源相对于原油的价格弹性 28
燃料成本和预期售价的计算 29
汽车预期售价的计算 29
汽车持有者成本的计算 30
2.4替代燃料市场化进程的模型构建 30
2.5情景分析模型的构建 32
第3章 燃料路线描述 35
3.1石油燃料路线 35
原油开采和处理 36
原油运输 36
成品油生产 38
汽油品质和含氧添加剂的生产 40
柴油品质 42
液化石油气的生产 43
成品油运输和分配 43
3.2天然气燃料路线 45
天然气的消费和供应 45
天然气的开采和精制 47
天然气的运输 48
天然气的压缩和加注 50
天然气化工 51
液体燃料产品的运输和分配 57
3.3煤基燃料路线 58
煤炭的开采和洗选 59
煤炭运输 61
煤化工 62
煤制燃料的运输和分配 65
3.4生物质路线 65
几点说明 65
玉米和小麦乙醇 72
薯类乙醇 77
甜高粱乙醇 81
木材和秸秆燃料路线 82
乙醇燃料的前景 84
生物柴油 85
3.5电能的生产和使用 93
发电 93
利用电能水解制氢 95
3.6二氧化碳的捕获和封存 96
3.7替代燃料和汽车技术的组合 98
传统汽车和混合动力汽车 98
燃气汽车及其基础设施 99
低比例混合燃料汽车和灵活燃料汽车 100
使用替代燃料的柴油机汽车 102
氢内燃机汽车 102
燃料电池汽车 103
电动汽车 104
3.8资源量和原料的基本价格 105
原油 105
天然气 106
煤炭 107
生物质 107
3.9替代燃料汽车和先进技术汽车的预期售价 108
第4章 WTW结果分析 111
4.1WTT能源消费和温室气体排放 111
石油燃料 112
压缩天然气和液化石油气 114
天然气和煤基液体合成燃料 116
生物质乙醇燃料 119
生物柴油燃料 126
氢能燃料和电能 131
4.2WTW能源消费和温室气体排放 136
汽油和柴油路线 137
传统燃气路线 138
天然气和煤基液体合成燃料路线 142
生物乙醇路线 146
生物柴油路线 151
氢内燃机路线 156
燃料电池和电动汽车路线 160
4.3WTW持有者成本 167
4.4本章小结 170
第5章 情景分析 173
5.1背景参数选择 173
情景结构 173
各种替代燃料路线的技术参数 174
轿车保有量的变化 175
汽车年均行驶里程 175
5.2燃料路线筛选 176
5.3情景设定和分析结果 178
基准情景 178
乙醇情景 180
混合动力情景 181
煤制甲醇情景 182
轿车柴油化情景 184
5.4政策建议 186
5.5本章小结 187
第6章 结论 189
6.1主要结论 189
6.2研究的创新点 190
6.3需要进一步完善的地方 191
6.4结语与展望 192
缩略词表 193
参考文献 195
表1-1“十五”期间国内替代燃料车和先进燃料车的开发 4
表2-1本研究包括的含能资源与燃料 18
表2-2本研究所包括的车用燃料与机动车技术的配合 18
表2-3碳潜在排放系数和碳氧化率 21
表2-4IPCC规定的不同时间尺度下的GWP指标 22
表2-5模型车辆燃料消耗量测试水平 24
表2-6中国原油进口金额和价格 28
表2-7其他能源载体相对于原油的价格弹性 28
表3-12006年中国进口原油来源构成 36
表3-2中国国内原油运输方式的估计 37
表3-32005年中国国有铁路机车情况 37
表3-4石油基燃料的生产能效 39
表3-52002年中国和欧美汽油组分对比 40
表3-6中国和欧美的主要汽油标准参数 40
表3-7本研究所包括的汽油品质参数 40
表3-8中国某石油公司柴油组分 42
表3-9本研究中采用的LPG品质要求 43
表3-10中国成品油长途运输方式比例 44
表3-112005年中国和世界的吨甲醇天然气消耗量 53
表3-12中国煤炭开采的吨煤产品能源消费量 60
表3-13中国每吨煤炭洗选过程的能源和水消费量 61
表3-14中国煤炭运输量和转运量分担率 62
表3-15煤直接液化和间接液化技术对比 63
表3-162005年中国合成氨装置原料结构 68
表3-17使用荒地种植原料的碳释放量与WTW减排量持平年限估算 70
表3-182006年中国燃料乙醇生产企业现状 73
表3-19中国燃料乙醇定点工厂获得国家补贴的情况 74
表3-20中外乙醇生产能耗和水耗对比 76
表3-21燃料乙醇工厂2005年供应区域和最大运输距离 77
表3-22糖质作物含糖量和产量对比 78
表3-23纤维素乙醇原料的主要成分构成 83
表3-24生物柴油与车用柴油部分指标对比 85
表3-25中国和美国2005年各种发电方式容量和发电量比例 94
表3-262020年中国装机容量和发电量比例预期 94
表3-27中国火力发电能耗和电网线路损失的统计和预期 95
表3-28现有CCS技术捕获率和能源消耗 97
表3-29不同的二氧化碳封存技术目前发展阶段 97
表3-30基准汽油轿车在测试循环中的燃料经济性指标 98
表3-312005-2020年汽车燃料经济性指标提高幅度 99
表3-32传统燃气汽车相对于汽油车燃料经济性指标改变 100
表3-33中国各种生物质原料的价格预期 107
表3-34其他车辆以传统汽油PISI轿车为基准时的价格上浮 109
表4-1压缩天然气路线所代表的含义 114
表4-22020年中国生物质发电的电厂效率 125
表5-1中国未来主要年份每年新增车辆数量预期 175
表5-2世界各国轻型乘用车年均行驶里程 176
表5-3中国2005年初各种燃料轿车保有比例 178
表5-4基准情景的主要分析结果 178
表5-5基准情景下2020年中国原油需求量和进口量估算 179
表5-6乙醇情景的主要分析结果 180
表5-72020年乙醇情景与基准情景对比结果 181
表5-8混合动力情景的主要分析结果 181
表5-92020年混合动力情景与基准情景对比结果 182
表5-10甲醇情景的主要分析结果 183
表5-112020年甲醇情景与基准情景对比结果 183
表5-12中国轿车部门2020年所使用的不同柴油的比例 184
表5-13柴油情景的主要分析结果 185
表5-142020年柴油情景与基准情景对比结果 185
图1-1中国经济、汽车保有量和车用能源发展 2
图1-2中国过去25年原油平衡情况 2
图1-3生命周期评价与Well-to-Wheel研究 6
图1-4WTW研究中的复杂性范例 13
图2-1研究总体框架 17
图2-2产品替代法的计算流程 23
图2-3中国轻型车测试循环 25
图2-4成本分析模型的结构 27
图2-5替代燃料市场化的激励-阻碍定性分析模型 31
图2-6LEAP模型的系统结构 32
图3-1石油燃料路线 35
图3-22003年中国两大石油公司汽油产品构成 41
图3-3液化石油气燃料路线 42
图3-4天然气燃料路线 46
图3-5中国历年天然气消费水平 47
图3-6中国天然气管道运输量和运输距离 49
图3-7中国2005年甲醇消费量构成 52
图3-8中国甲醇的生产和进口 52
图3-9甲醇制氢的燃料路线 57
图3-10煤基燃料路线 58
图3-11中国的能源消费结构变化 59
图3-12中国煤基消费量 59
图3-13煤基洗选过程示意图 61
图3-14中国农业生产中化肥使用量的变化 67
图3-15中国农业生产中农药使用量的变化 67
图3-16玉米和小麦制造乙醇的路线 72
图3-17中国改革开放以来玉米和小麦历年总产量 73
图3-182006年中国醇类燃料推广示范区域 74
图3-19中国全国和东北地区玉米单位面积产量 75
图3-20中外小麦单位面积产量 75
图3-21木薯和甘薯制造乙醇的路线 77
图3-22广东和广西地区木薯单位面积产量 79
图3-23中国改革开放以来历年薯类和甘薯总产量 80
图3-24中国甘薯单位面积产量 80
图3-25甜高粱茎秆制造乙醇的路线 81
图3-26甜高粱在不同盐碱度下单位面积产量变化 82
图3-27木材和秸秆的燃料路线 82
图3-28中国改革开放以来全国大豆历年总产量 88
图3-29中外大豆单位面积产量 89
图3-30中国电力装机容量的发展 93
图3-31利用电能制氢的燃料路线 95
图4-12005年石油基燃料的WTT过程化石能消费量 112
图4-22005年石油基燃料的WTT温室气体排放量 113
图4-32020年石油基燃料的WTT过程化石能消费量 113
图4-42020年石油基燃料的WTT温室气体排放量 114
图4-52005年传统车用燃气的WTT过程化石能消费量 115
图4-62005年传统车用燃气的WTT温室气体排放量 115
图4-72020年传统车用燃气的WTT过程化石能消费量 116
图4-82020年传统车用燃气的WTT温室气体排放量 116
图4-92005年天然气和煤基液体燃料的WTT过程化石能消费量 117
图4-102005年天然气和煤基液体燃料的WTT温室气体排放量 117
图4-112020年天然气和煤基液体燃料的WTT过程化石能消费量 118
图4-122020年天然气和煤基液体燃料的温室气体排放量 118
图4-13生物质燃料乙醇路线 119
图4-142005年生物质乙醇的WTT过程化石能消费量 120
图4-152020年生物质乙醇的WTT过程化石能消费量 121
图4-162005年生产1MJ生物质乙醇的WTT总能和化石能投入量 122
图4-172020年生产1MJ生物质乙醇的WTT总能和化石能投入量 122
图4-182005年生物质乙醇的WTT温室气体排放量 123
图4-192020年生物质乙醇的WTT温室气体排放量 123
图4-202020年使用秸秆生产单位能值的电能或者乙醇的温室气体减排量 125
图4-212020年使用单位能值的秸秆生产电能或者乙醇的温室气体减排量 126
图4-222005年生物柴油的WTT过程化石能源消费量 127
图4-232020年生物柴油的WTT过程化石能源消费量 127
图4-242005年生产1MJ生物柴油的WTT总能和化石能投入量 129
图4-252020年生产1MJ生物柴油的WTT总能和化石能投入量 129
图4-262005年生物柴油的WTT过程温室气体排放量 130
图4-272020年生物柴油的WTT过程温室气体排放量 131
图4-28氢能燃料路线 132
图4-292005年氢能燃料和电的WTT过程化石能源消费量 133
图4-302005年氢能燃料和电的WTT温室气体排放量 133
图4-312020年气氢燃料和电的WTT过程化石能源消费量 134
图4-322020年液氢燃料的WTT过程化石能源消费量 134
图4-332020年气氢燃料和电的WTT过程温室气体排放量 135
图4-342020年液氢燃料的WTT过程温室气体排放量 136
图4-35汽柴油路线的WTW化石能源消费量 137
图4-36汽柴油路线的WTW温室气体排放量 137
图4-37汽柴油路线的WTW石油资源消费量 138
图4-38汽柴油路线的WTW能源消费和温室气体排放量对比 139
图4-392005年传统车用燃气路线WTW化石能源消费量 139
图4-402005年传统车用燃气路线WTW石油资源消费量 140
图4-412020年传统车用燃气路线WTW化石能源消费量 140
图4-422020年传统车用燃气路线WTW石油资源消费量 141
图4-432005年传统车用燃气路线WTW温室气体排放量 141
图4-442020年传统车用燃气路线WTW温室气体排放量 142
图4-452005年天然气和煤基合成燃料路线WTW化石能源消费量 142
图4-462005年天然气和煤基合成燃料路线WTW石油资源消费量 143
图4-472020年天然气和煤基合成燃料路线WTW化石能源消费量 144
图4-482020年天然气和煤基合成燃料路线WTW石油资源消费量 144
图4-492005年天然气和煤基合成燃料路线WTW温室气体排放量 145
图4-502020年天然气和煤基合成燃料路线WTW温室气体排放量 145
图4-512005年生物乙醇燃料路线WTW化石能源消费量 146
图4-522005年生物乙醇燃料路线WTW石油资源消费量 147
图4-532020年生物乙醇燃料路线WTW化石能源消费量 148
图4-542020年生物乙醇燃料路线WTW石油资源消费量 149
图4-552005年生物乙醇燃料路线WTW温室气体排放量 149
图4-562020年生物乙醇燃料路线WTW温室气体排放量 150
图4-572005年生物柴油燃料路线WTW化石能源消费量 151
图4-582005年生物柴油燃料路线WTW石油资源消费量 152
图4-592020年生物柴油燃料路线WTW化石能源消费量 153
图4-602020年生物柴油燃料路线WTW石油资源消费量 154
图4-612005年生物柴油燃料路线WTW温室气体排放量 154
图4-622020年生物柴油燃料路线WTW温室气体排放量 155
图4-632020年氢内燃机路线WTW化石能源消费量 156
图4-642020年氢内燃机混合动力路线WTW化石能源消费量 157
图4-652020年氢内燃机路线WTW石油资源消费量 157
图4-662020年氢内燃机混合动力路线WTW石油资源消费量 158
图4-672020年氢内燃机路线WTW温室气体排放量 159
图4-682020年氢内燃机混合动力路线WTW温室气体排放量 159
图4-692005年燃料电池和纯电动车路线WTW化石能源消费量 160
图4-702005年燃料电池和纯电动车路线WTW石油资源消费量 161
图4-712020年车载制氢燃料电池WTW化石能源消费量 162
图4-722020年车载制氢燃料电池WTW石油资源消费量 162
图4-732020年氢燃料电池和纯电动车WTW化石能源消费量 163
图4-742020年氢燃料电池和纯电动车WTW石油资源消费量 164
图4-752005年氢燃料电池和纯电动车WTW温室气体排放量 164
图4-762020年车载制氢燃料电池WTW温室气体排放量 165
图4-772020年氢燃料电池和纯电动车WTW温室气体排放量 166
图4-782020年原油价格每桶70美元时中国燃料路线的排放和成本 167
图4-792020年原油价格每桶40美元时中国燃料路线的排放和成本 168
图4-802020年原油价格每桶100美元时中国燃料路线的排放和成本 169