汽車氨燃料循環(huán)的模糊優(yōu)化

（Fuzzy Optimization of the Automotive Ammonia Fuel Cycle）

氨在汽車燃料應(yīng)用中具有良好的性能，如良好的儲存性能和成熟的生產(chǎn)和分銷基礎(chǔ)設(shè)施。然而，作為替代汽車燃料的氨的可持續(xù)性仍然存在問題，這是由于傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)對環(huán)境的重大影響以及當(dāng)用于內(nèi)燃機(jī)時需要次級碳?xì)淙剂蟻泶龠M(jìn)燃燒。在氨基燃料系統(tǒng)的生命周期優(yōu)化中考慮了兩種商業(yè)實(shí)施的氨工藝：蒸汽重整和部分氧化，木基合成氣工藝和藍(lán)藻工藝組合。假設(shè)功能單元是由具有代表性的輕型內(nèi)燃機(jī)車輛行駛1 km(Figure 1)。在這項研究中，兩種傳統(tǒng)燃料也被認(rèn)為是次級燃料，即汽油和柴油。模糊線性規(guī)劃應(yīng)用碳和氮足跡作為環(huán)境目標(biāo)。以汽油作為次級燃料的基于藍(lán)藻的工藝被確定為最佳解決方案。最重要的參數(shù)是最終用戶車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，必須對車輛技術(shù)的改進(jìn)給予更多的關(guān)注，以實(shí)現(xiàn)氨的可持續(xù)利用。

Figure 1:Ammonia-based fuel-cycle pathways

Figure 2:Ammonia-based CO2emission

在這項工作中，開發(fā)了模糊LCO模型來確定汽車氨燃料系統(tǒng)中的最佳路徑，該模型使用碳和氮足跡作為可持續(xù)性指標(biāo)，而GSA則用于說明系統(tǒng)固有的數(shù)據(jù)不確定性的影響。最佳解決方案表明，基于藍(lán)藻的魚腥藻生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氨與汽油結(jié)合，提供了碳足跡和氮足跡之間的最佳折衷，CO2排放見Figure 2。這一結(jié)果取決于有關(guān)氨燃料車輛性能的有限數(shù)據(jù)，這是造成不確定性的主要原因。未來的建模工作可將重點(diǎn)放在優(yōu)化更廣泛的可用于新舊路徑的數(shù)據(jù)集上。