Life cycle assessment of a car with compression-ignition engine due to the fuel used

• Autorzy: Chłopek Z. , Lasocki J.

Warianty tytułu

PL

Ocena cyklu istnienia samochodu z silnikiem o zapłonie samoczynnym ze względu na stosowane paliwa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents life cycle assessment (LCA) of motor vehicles with compression ignition engines powered with diesel oil, methyl esters of palm, rape, and soybean oils and methyl esters of used vegetable oil. The scope of the analysis included the environmental impact of the processes related to fuel preparation as well as to vehicle manufacturing, operation and disposal when worn out. A balance of the emission of greenhouse gases (GHG) and the consumption of energy obtained from non-renewable sources was compiled. The environmental impact was assessed with the use of the Eco–indicator 99 method. The results obtained have revealed significant differences in environmental loading by specific fuels. In the case of biofuels, a key role is played by the type of the biomass used for the production of fuel, especially by the method of cultivation of the plants to be used as the biomass.

PL

W pracy przedstawiono ocenę cyklu istnienia samochodu z silnikiem o zapłonie samoczynnym zasilanym olejem napędowym, estrami metylowymi olejów: palmowego, rzepakowego i sojowego oraz estrami metylowymi zużytego oleju roślinnego. W analizie uwzględniono między innymi oddziaływanie na środowisko procesów związanych z przygotowaniem paliwa, wytwarzaniem samochodu, jego eksploatacją i zagospodarowaniem po zużyciu. Zbilansowano emisję gazów cieplarnianych i zużycie energii ze źródeł nieodnawialnych. Oceny wpływu dokonano metodą Eco–indicator 99. Otrzymane wyniki pozwalają stwierdzić znaczne różnice w obciążeniu środowiska dla poszczególnych paliw. Kluczową rolę w przypadku biopaliw odgrywa rodzaj biomasy wykorzystywanej do wytwarzania paliwa, a w szczególności sposób jej uprawy.

Słowa kluczowe

EN

life cycle assessment (LCA); LCA; compression ignition engines; vegetable oil esters; biodiesel

PL

ocena cyklu życia; LCA; silniki o zapłonie samoczynnym; estry olejów roślinnych; biodiesel

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 52, nr 3
• Strony: 183--191
• Opis fizyczny: Bibliogr 24 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Chłopek Z.

• Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering at Warsaw University of Technology

autor

Lasocki J.

• Automotive Industry Institute in Warsaw
• Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering at Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Agarwal A. K.: Biofuels (alcohols and bio-diesel) applications as fuels in internal combustion engines. Progress in Energy and Combustion Science vol. 32, pp. 233–271, 2007.
• [2] Bakeas E., Karavalakis G., Stournas S.: Bio-diesel emissions profile in modern diesel vehicles. Part 1: Effect of biodiesel origin on the criteria emissions. Science of the Total Environment vol. 409, No. 9, pp.1670–1676, 2011.
• [3] Cecrle E., Depcik C., Duncan A., Guo J., Mangus M., Peltier E., Stagg–Williams S., Zhong Y.: Investigation of the Effects of Bio-diesel Feedstock on the Performance and Emissions of a Single–Cylinder Diesel Engine. Energy and Fuels vol. 26, pp. 2331−2341, 2012.
• [4] Chłopek Z.: Zastosowanie biopaliw w transporcie. Konferencja Naukowa „Transport 2008”, Lublin, 7 marca 2008 r.
• [5] Chłopek Z., Lasocki J.: Comprehensive evaluation of the environmental hazard caused by the operation of automotive vehicles. The Archives of Automotive Engineering vol. 54, No. 4, pp. 19–36, 2011.
• [6] Chłopek Z., Lasocki J., Kieracińska A.: The use of the Life Cycle Assessment of motor vehicles in the evaluation of the impact of motorization on the environment. The Archives of Automotive Engineering vol. 59, No. 1, pp. 15–31, 2013.
• [7] COPERT 4 – Methodology and emission factors. European Environment Agency. European Topic Center on Air Emission, 2005.
• [8] Demirbas A.: Political, economic and environmental impacts of biofuels: A review. Applied Energy vol. 86, pp. 108–117, 2009.
• [9] Fontaras G., Kousoulidou M., Karavalakis G., Bakeas E., Samaras Z.: Impact of straight vegetable oil–diesel blends application on vehicle regulated and non–regulated over legislated and real world driving cycles. Biomass and Bioenergy vol. 35, No. 7, pp. 3188–3198, 2011.
• [10] Frischknecht R., Althaus H. J., Doka G., Hischier R., Hellweg S., Jungbluth N., Kellenberger D., Nemecek T., Pennington D. W., Spielmann M.: Final report ecoinvent 2000 No. 3. Swiss Centre for Life Cycle Invetories, Dübendorf 2003.
• [11] Giakoumis E. G.: A statistical investigation of biodiesel effects on regulated exhaust emissions during transient cycles. Applied Energy vol. 98, pp. 273–291, 2012.
• [12] GUS: Transport – wyniki działalności w 2010 r. Zakład Wydawnictw Statystycznych, Warszawa 2011.
• [13] Goedkoop M., de Schryver A., Oele M., Durksz S., de Roest D.: Introduction to LCA with SimaPro 7. PRé Consultants, Amersfoort 2010.
• [14] Goedkoop M., Spriensma R.: The Eco–indicator 99: A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment. Methodology Report. PRé Consultants, Amersfoort, 2001.
• [15] Jungbluth N., Chudacoff M., Dauriat A., Dinkel F., Doka G., Faist Emmenegger M., Gnansounou E., Kljun N., Schleiss K., Spielmann M., Stettler C., Sutter J.: Life Cycle Inventories of Bioenergy. Ecoinvent report No. 17. Swiss Centre for Life Cycle Inventories. Dübendorf 2007.
• [16] Kowalski Z., Kulczycka J., Góralczyk M.: Ekologiczna ocena cyklu życia procesów wytwórczych (LCA). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• [17] Kumar N., Varun, Chauhan S. R.: Performance and emission characteristics of biodiesel from different origins: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews vol. 21, pp. 633–658, 2013.
• [18] Pennington D. W., Potting J., Finnveden G., Lindeijer E., Jolliet O., Rydberg T., Rebitzer G.: Life cycle assessment Part 2: Current impact assessment practice. Environment International vol. 30, No. 5, pp. 721–739, 2004.
• [19] Pieragostini C., Mussati M. C., Aguirre P.: On process optimization considering LCA methodology. Journal of Environmental Management vol. 96, No. 1, pp. 43–54, 2012.
• [20] Rakopoulos C. D., Antonopoulos K. A., Rakopoulos D. C., Hountalas D. T., Giakoumis E. G.: Comparative performance and emissions study of a direct injection Diesel engine using blends of Diesel fuel with vegetable oils or bio–diesels of various origins. Energy Conversion and Management vol. 47, No. 18–19, pp. 3272–3287, 2006.
• [21] Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M., Averyt K. B., Tignor M., Miller H. L. (red.): Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Inter-governmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge 2007.
• [22] Spielmann M., Dones R. Bauer C.: Life Cycle Inventories of Transport Services. Final report ecoinvent v2.0 No. 14. Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf 2007.
• [23] Waśkiewicz J., Radzimirski S., Chłopek Z., Taubert S.: Opracowanie metodologii prognozowania zmian aktywności sektora transportu drogowego (w kontekście ustawy o systemie zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji). Praca ITS nr 7101/ITS, Warszawa 2011.
• [24] Wu F., Wang J., Chen W., Shuai S.: A study on emission performance of a diesel engine fueled with five typical methyl ester bio-diesels. Atmospheric Environment vol. 43, No. 7, pp. 1481–1485, 2009.