氨燃料内燃机驱动果园车辆的全生命周期评估：碳减排潜力与环境影响分析

推荐：为解决农业机械碳排放难题，研究人员开展氨燃料(ammonia)与柴油(diesel)驱动果园车辆的全生命周期评估(LCA)。研究表明：电解法生产的绿氨(green NH3)可减少42-44%温室气体排放，但NOx和NH3排放需通过选择性催化还原(SCR)优化，为重型机械脱碳提供新思路。

　　

随着全球气候危机加剧，农业、建筑等依赖柴油重型机械的行业面临严峻的脱碳挑战。氨(NH₃)因其零碳特性和成熟的储运基础设施被视为潜在替代燃料，但其生产能耗和燃烧产生的氮氧化物(NO_x)问题尚未系统评估。在此背景下，研究人员对氨燃料驱动的果园微型拖拉机开展了全生命周期评估(LCA)，比较其与传统柴油车的环境效益。

研究团队采用ISO 14040标准，利用LCA for Experts软件构建了涵盖燃料生产、车辆制造、运营和报废的全生命周期模型。关键方法包括：1) 基于Haber-Bosch工艺模拟四种氨生产路径（灰氨、蓝氨、绿氨、粉氨）；2) 通过实验测量获取双燃料（氨+生物柴油）发动机的排放数据；3) 应用ReCiPe方法评估气候变化(CC)、化石资源消耗等5类环境影响；4) 引入理论选择性催化还原(SCR)系统分析NO_x减排潜力。

研究结果显示：在气候变化方面，风能和核能电解生产的氨分别实现42%和44%的碳减排，但核能路径的化石资源消耗增加78%。运营阶段，氨燃料车虽减少18%的CO₂排放，但N₂O排放削弱了优势。人类健康影响方面，氨燃料车因NH₃/NO_x形成的细颗粒物导致影响增加47%，SCR系统仅能缓解20%。生态系统质量影响翻倍，主要来自燃料生产和运营排放。

讨论指出，电解绿氨配合可再生电力是最可行方案，但需优化三方面：1) 改进燃烧策略以减少NO_x/N₂O排放；2) 采用非粮生物柴油避免间接土地利用变化(ILUC)；3) 验证实际生产中SCR的氨补充需求。该研究首次量化了氨燃料重型机械的全链条环境影响，揭示了"燃料生产清洁化"与"燃烧排放控制"必须协同推进的行业规律，为交通、农业等难减排领域的脱碳路径提供了科学依据。