E10 CaRFGとSplash Blended E15の排気ガス比較

2022 年07月18日、カリフォルニア大気資源局（CARB）は、エタノールを15容量％含むカリフォルニア改質ガソリン（CaRFG）（E15）の使用による排ガスを評価した複数年にわたる研究結果を発表した。この研究は、カリフォルニア大学リバーサイド校（UCR）Bourns College of Engineering – Center for Environmental Research and Technology（CE-CERT）のチームによって行われたものです。

カリフォルニア州では現在、ガソリンのエタノール含有量を10%に制限しています。E15のマルチメディア評価（MME）では、20台の車両（すべて2016年以降のモデルイヤー）において、エタノール含有量の増加が排気ガスに及ぼす影響を調べました。

概要

この研究では、E10とE15の2種類の燃料を使用しました。夏用グレードのE10燃料は、CARBが選定した4つの製油所から供給されました。E10燃料を4等分して混合し、最終的なE10燃料を作成しました。E15燃料は、ASTM D4806燃料グレードの変性エタノールを最終E10燃料とスプラッシュブレンドすることで製造されています。

20 台の小型ガソリン車には、ガソリン直噴（GDI）、ポート燃料噴射（PFI）、PFI+GDI 燃料システムなど、現在のカリフォルニア州のガソリン車の代表的な技術が混在しています。また、PFI エンジンを搭載したハイブリッド電気自動車（HEV）1 台も使用しました。車両試験マトリックスには、各排出ガス基準カテゴリー（SULEV30，ULEV50，ULEV70， ULEV125）ごとに 5 台の車両が規定されています。

測定された排出ガスには、窒素酸化物（NOx）、全炭化水素（THC）、非メタン炭化水素（NMHC）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO2）、 PM質量、微粒子数、1,3-ブタジエン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン異性体、エタノールおよびカルボニル化合物が含まれます。

テストフリートは、いくつかの汚染物質で統計的に有意な効果を示したが、他の汚染物質では示しませんでした。本プログラムで懸念される汚染物質であるNOx排出量は、FTPの燃料間でも、個々のFTPの段階でも、統計的に有意な差は見られませんでした。

調査結果は以下の通りです。

コールドスタート時および加重THC排出量は、E10と比較してE15でそれぞれ6%と5%の統計的に有意な削減が見られました。コールドスタート時のNMHC排出量については、E15はE10に比べて 7%の統計的有意な削減を示し、ホットスタート時の NMHC 排出量については、E15はE10に比べて15%の僅かな統計的有意な削減を示しました。加重NMHC排出量は、E10に比べてE15では 9%減少し、統計的にわずかに有意でした。

コールドスタートおよびホットスタートのCO排出量は、E10に比べてE15では12%、E15では27%の統計的有意な減少を示しました。加重平均したCO排出量は、20台の車両でE10に比べてE15で17%の統計的有意な削減を示しました。

ホットスタート時のCO2排出量は、E10に比べてE15で0.3%減少し、わずかに統計的に有意でした。また、カーボンバランス加重燃費は、20 台の車両でE10に比べてE15で 1%の統計的有意な減少を示ました。

PMの質量は、FTPサイクル全体と各フェーズにおいて、統計的に有意な強い燃料傾向を示しました。コールドスタートおよびホットランニングフェーズでは、E15はE10と比較してPM排出量がそれぞれ 16% と 54% の統計的に有意な削減を示しました。ホットスタート時のPM排出量は、E10に比べてE15で 43%減少しましたが、わずかに統計的に有意なレベルでした。加重PM排出量は、20台の車両でE10に比べて E15で18%減少し、統計的に有意でした。

統計分析には、固体粒子数（SPN）排出量の加重値のみが含まれました。その結果、E15はE10に比べて 12%低いことが、統計的に有意なレベルで示されました。

BTEXと1,3-ブタジエンの排出量については、エチルベンゼン、m/p-キシレン、o-キシレンのみ、燃料間で統計的に有意な結果が得られました。エチルベンゼンの累積排出量については、E15はE10と比較して11%の統計的に有意な減少を示しました。m/p-キシレンとo-キシレンの累積排出量については、E15はE10と比較してそれぞれ10%と9%という僅かながら統計的に有意な削減を示しました。エタノールの累積排出量は、E10と比較してE15で77%増加し、統計的に有意でした。アセトアルデヒドの累積排出量も、20台の車両でE10 に比べてE15で 31% 増加し、統計的に有意でした。

NMOGおよびオゾン層破壊係数（OFP）排出量の計算値は、包括的な統計分析には含まれませんでしたが、2 標本等分散 t 検定を用いて燃料の影響を調査しました。NMOG排出量とOFPの両方が、一部の車両で統計的に有意な燃料効果を示したが、他の車両では示されませんでした。全体として、NMOG排出量はE10に比べてE15の方が低い傾向にありました。NMOGと同様に、OFPもE10に比べてE15 で減少する傾向を示し、カリフォルニア州のガソリン市場に E15 が導入されても、オゾン生成の増加には寄与しない可能性が高いことが示唆されました。

参考

■　多年次調査報告「E10 CaRFGとSplash Blended E15の排気ガス比較について」／CARB
■　多年次調査報告FAQ／CARB

出典－GreenCarCongress

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