未来道路的绿色柴油

就货运重型卡车的每加仑英里数而言，柴油发动机远远超过汽油发动机。并且由于技术的进步，今天的柴油发动机排放的污染物水平远低于过去，包括烟尘和氮氧化物 (NO x )。

由于重型卡车比乘用车更难实现电气化，因此进一步减少柴油发动机的排放(包括温室气体 (GHG))将有助于改善空气质量和中重型运输的碳强度。

美国能源部 (DOE) Co-Optima 计划的一份新报告确定了来自生物质资源的前 13 种柴油混合燃料，它们可以减少中重型柴油车辆的有害排放。排名前 13 的混合原料包括碳氢化合物、酯类和醚类，它们有可能将温室气体排放量减少至少 60%，并且生产成本具有竞争力。

混合原料还可以使排放控制系统更简单且操作成本更低。总之，这些改进可以转化为降低行业和消费者的成本。

太平洋西北国家实验室的生物能源研究员 Dan Gaspar 说：“较低的发动机排放可以更便宜地运行，而且效率可能会更高，并且使用由生物质和废物制成的混合原料意味着更低的油井到车轮的温室气体排放。” PNNL) 和该报告的主要作者。

Co-Optima 代表燃料和发动机的协同优化，是多个 DOE 国家实验室、大学和行业之间的合作，旨在加速开发负担得起、可扩展和可持续的生物燃料以及高效、低排放的汽车发动机。这项工作由能源部车辆技术办公室和生物能源技术办公室赞助。

分析备选方案

领导 Co-Optima 计划的 Gaspar 协调了报告的编写，合并了来自包括 PNNL 在内的 9 个国家实验室的 32 多名研究人员的贡献。该团队专注于混合原料，以提高寒冷天气的可操作性、确保良好的燃烧性能、减少温室气体排放并减少烟尘。

烟尘和NO x是美国环境保护署规定的两个标准排放物。随着发动机操作的微小调整，减少发动机中产生的烟灰也可以减少NO x 的产生。

为了确定前 13 种混合原料，研究人员首先进行了建模、小规模实验和单缸测试，以确定关键燃料特性的目标值，以减少碳烟产生和提高发动机可操作性。这些属性包括十六烷值——衡量燃料点燃速度的指标;产生与标准排放相关的烟尘的倾向;寒冷天气操作——当前生物柴油混合物的主要限制;和能量密度——每加仑更多的能量意味着需要更少的体积。

然后，研究人员使用计算和实验方法根据目标值筛选数千种混合原料，以确定其中哪些最有可能提高性能和减少排放。为了评估不同类别分子减少烟尘和 NO x的潜力，该团队在单缸发动机中进行了测试，包括传统的和称为管道燃料喷射的新型发动机。接下来，该团队对最有前途的候选人进行了技术经济和生命周期分析，以评估其市场潜力、可扩展性和可持续性。

研究结果为探索大规模生产最有前途的多缸发动机测试用混合料提供了坚实的科学基础。

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