当前课程知识点：大气污染控制工程 > 第十一章 机动车污染控制 > 11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术 > 11-4-2
先进的车辆技术往往引入了全新的车用能源
例如，纯电动车使用的电能，燃料电池车使用的氢能
此外，即使在传统的内燃机汽车中
世界各国也在纷纷采用替代燃料
例如生物乙醇、生物柴油、天然气等等
以部分或者完全的替代传统的汽油或柴油
以降低对石油资源的依赖
在世界范围内，有所应用的车用替代燃料多达10余种
例如乙醇、甲醇、二甲醚、压缩天然气
液化石油气、氢能、电力，等等
如果我们进一步考虑生产这些替代燃料的原料来源
那更是形成了彼此交错的关系图
以纯电动车所需的能源：电力为例
其来源就包括煤电、气电、油电、核电、水电、风电，等等
来源不同，对纯电动车全生命周期的污染物排放就会有显著差异
下面，我们介绍具有代表性的几类车用替代燃料
乙醇是应用最为广泛的车用替代燃料之一
特别是在巴西、美国等国家，应用尤其广泛
目前乙醇主要以不同的比例添加入汽油
可提高汽油氧含量和辛烷值
降低CO、HC等污染物的排放，常见的乙醇添加比例为10%
生产乙醇的生物质来源在不同的国家是有显著的差异的
例如，在美国，乙醇主要来自于玉米
其生产过程与传统酿酒的发酵工艺相似
而在巴西，乙醇则主要来自于甘蔗
近年来，通过利用非粮生物质来生产乙醇日益得到重视
这些原料包括小麦秸秆、玉米秸秆、速生林等等
与传统的玉米乙醇相比
这些生物质乙醇可以获得更高的温室气体减排效益
当然挑战也不少，与玉米乙醇相比
这些纤维素乙醇技术的投资和能耗都显著的高
发酵的效率还不到玉米乙醇的1/4
此外，用于纤维素乙醇生产工艺的
更高效的纤维素酶解及酶制剂仍然是需要攻克的技术难关
天然气是另一类广泛应用的车用替代燃料
其主要成分是甲烷
可分为压缩天然气车和液化天然气车两种类型
目前在公交车上都有非常成功的应用
这幅图给同学们展示了北京的一辆压缩天然气公交车
天然气是一种非常清洁的气体燃料
其燃烧生成的颗粒物、CO和NMHC都非常低
当然，NOX排放是不能被忽视的
但是可以通过加装三效催化转化器或者选择性催化还原技术解决
近年来，美国的页岩气革命使得天然气的供应大幅增加
中国也是页岩气储量非常丰富的国家
因此，天然气车在未来的汽车市场上仍将保持持续增长
纯电动车和插电式混合动力车需要
全部或者部分使用一种全新的车用能源：电力
对于同学们而言，电在我们的生活中无处不在
但是电能应用到汽车上则引领了一场全新的动力技术革命
上一节我已经给同学们介绍了这些先进的电动车辆技术
产生电能的来源是多种多样的
包括来自化石能源的火力发电：例如煤电、气电和油电
以及来自清洁可再生能源的电力
例如水电、风电和太阳能发电等等
此外还有一种重要的电力形式：核电
针对大气污染物而言，核电毫无疑问也是清洁的
这幅图给同学们展示了我国不同区域电力的构成
可以看出，大部分地区煤电仍然占据主导地位
在中部和南部地区，水电等清洁电力构成比例相对较高
对于电动车而言，使用清洁电力是至关重要的
否则，上游的空气污染物排放
将显著削弱电动车带来的环境效益
燃料电池车也引入了一种全新的车用能源：氢能
与电力类似，产生氢能的来源也是多种多样的
前商业化程度最高的制氢工艺有两种
第一种是天然气制氢：采用蒸汽甲烷重整的工艺
主要化学方程包括：第一步，在高温及催化剂作用下
甲烷和水蒸气反应生成CO和氢气
第二步，CO和水蒸气进一步反应生成CO2和氢气
第二种广泛应用的工艺师是电解水
通过电解水生成氢气和氧气
需要指出的是，若想大规模推广燃料电池车
仅仅依靠上述两种工艺是不够的，需要依靠更多的其他来源
这些来源包括：焦炉煤气制氢
在炼焦过程中形成的副产品焦炉煤气中富含H2
这一比例高达55%，这部分完全可以提取出来
此外，利用更高效的生物质或者煤气化联合循环（例如IGCC）工艺
也是制氢的一个重要方向
通过以上的学习
同学们理解了传统的内燃机汽油柴油车之外
其他的先进车辆技术和替代燃料技术
这些都是汽车产业未来重要的发展方向
本节内容到此结束，谢谢大家
-1-1 大气污染的定义和分类
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-第一章 绪论--1-1 大气污染的定义和分类
-1-2 大气污染物和排放源
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-第一章 绪论--1-2 大气污染物和排放源
-1-3 大气污染的影响
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-第一章 绪论--1-3 大气污染的影响
-1-4 大气污染防治法规及标准体系
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-第一章 绪论--1-4 大气污染防治法规及标准体系
-第一章 绪论--第一章 作业习题
-2-1 燃料的性质与分类
-第二章 燃烧与大气污染--2-1 燃料的性质与分类
-2-2 燃烧过程和计算
--燃烧过程和计算
-第二章 燃烧与大气污染--2-2 燃烧过程和计算
-2-3 硫氧化物的生成
--硫氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-3 硫氧化物的生成
-2-4 氮氧化物的生成
--氮氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-4 氮氧化物的生成
-2-5 颗粒物的生成
-2-5 颗粒物的生成--作业
-2-6 其他污染物的生成
--其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-6 其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--第二章 作业习题
-3-1 概述
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-第三章 大气污染气象学--3-1 概述
-3-2 大气的垂直结构
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-第三章 大气污染气象学--3-2 大气的垂直结构
-3-3 大气的热力过程
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-第三章 大气污染气象学--3-3 大气的热力过程
-3-4 大气稳定度与逆温
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-3-4 大气稳定度与逆温--作业
-3-5 大气的运动和风
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-第三章 大气污染气象学--3-5 大气的运动和风
-第三章 大气污染气象学--第三章 作业习题
-4-1 概述
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-1 概述
-4-2 点源扩散的高斯模式
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-2 点源扩散的高斯模式
-4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
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-第四章--4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
-4-4 点源扩散浓度的估算
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-4 点源扩散浓度的估算
-4-5 线源和面源扩散模式（选修）
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-第四章--4-5 线源和面源扩散模式（选修）
-4-6 空气质量模型的研究进展
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-4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
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-第四章--4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
-第四章 大气污染浓度估算模式--第四章 作业习题
-5-1 粒径与粒径分布
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-1 粒径与粒径分布
-5-2 颗粒物的形貌特征
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-2 颗粒物的形貌特征
-5-3 化学组成和光学性质
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-5-3 化学组成和光学性质--作业
-5-4 粉尘的物理性质
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-4 粉尘的物理性质
-5-5 净化装置的性能
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-5 净化装置的性能
-5-6 流体阻力和颗粒的沉降
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-第五章--5-6 流体阻力和颗粒的沉降
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）
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-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）--作业
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--第5章 作业习题
-6-1 重力沉降室
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-第六章 除尘装置--6-1 重力沉降室
-6-2 旋风除尘器
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-6-2 旋风除尘器--作业
-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）
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-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）--作业
-6-4 荷电颗粒的运动和捕集
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-第六章 除尘装置--6-4 荷电颗粒的运动和捕集
-6-5 电除尘器的结构和设计
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-第六章 除尘装置--6-5 电除尘器的结构和设计
-6-6 袋式除尘器的工作原理
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-6-6 袋式除尘器的工作原理--作业
-6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
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-第六章--6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
-6-8 袋式除尘器的设计和应用
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-6-8 袋式除尘器的设计和应用--作业
-6-9 湿式除尘器的工作原理
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-第六章 除尘装置--6-9 湿式除尘器的工作原理
-6-10 文丘里洗涤器（选修）
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-第六章 除尘装置--6-10 文丘里洗涤器（选修）
-6-11 除尘器的选择与发展
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-6-11 除尘器的选择与发展--作业
-第六章 除尘装置--第六章 作业习题
-期中测试--期中测试
-7-1 物理吸收传质计算
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-第七章 --7-1 物理吸收传质计算
-7-2 化学吸收传质计算
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-7-2 化学吸收传质计算--作业
-7-3 吸收设备和工艺
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-7-3 吸收设备和工艺--作业
-7-4 气体吸附原理与速率
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-7-4 气体吸附原理与速率--作业
-7-5 吸附设备与工艺
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-7-5 吸附设备与工艺--作业
-7-6 吸附器的设计计算
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-第七章 --7-6 吸附器的设计计算
-7-7 催化原理
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-7-7 催化原理--作业
-7-8 气固催化反应动力学
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-7-8 气固催化反应动力学--作业
-7-9 气固相催化反应器的设计
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-7-9 气固相催化反应器的设计--作业
-第七章 气态污染物控制技术基础（选修）--第七章 作业习题
-8-1 概述
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-8-1 概述--作业
-8-2 燃烧前燃料脱硫
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-第八章 硫氧化物控制技术--8-2 燃烧前燃料脱硫
-8-3 流化床燃烧脱硫
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-8-3 流化床燃烧脱硫--作业
-8-4 高浓度二氧化硫回收
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-8-4 高浓度二氧化硫回收--作业
-8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
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-第八章 --8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）
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-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）--作业
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-8-7 海水烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）
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-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）
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-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）--作业
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-8-10 循环流化床干法烟气脱硫--作业
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-8-11 烟气脱硫技术的综合比较--作业
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--参考链接
-第八章 硫氧化物控制技术--第八章 作业习题
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-2 低氮氧化物燃烧技术
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-3 选择性催化还原技术
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-第九章--9-4 选择性非催化还原技术
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-9-5 SNCR-SCR联合烟气脱硝技术（选修）--作业
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--第九章作业习题
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-第十章--10-5 燃烧法控制VOCs污染
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-10-6 生物法控制VOCs污染（选修）--作业
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-第十一章--11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
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-第十一章 机动车污染控制--11-3 机动车排放控制技术
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-第十一章--11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术
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-11-5 交通规划与交通管理（选修）--作业
-第十一章 机动车污染控制--第十一章作业习题
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-12-1 全球气候变化与温室效应--作业
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-12-2 气候变化的应对措施--作业
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-12-4 臭氧层破坏的应对措施
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-第十二章 全球性大气环境问题--第十二章作业习题
-Lecture 01
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-Lecture 02
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-Conversation
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-附加：--Exercise
