机动车排放标准 借鉴“美标”经济技术是否可行?

发布时间: 2014-09-02 10:48:14  |  来源: 中国环境报  |  作者: 李昆生  |  责任编辑: 环境
关键词: 机动车排放标准 转鼓试验台 VOCS 瞬态工况 LEVIII 欧标 美标 排放技术 颗粒物排放

    原标题:借鉴“美标”经济技术是否可行?

        技术、设备均成熟完善,国内车企需提前应对

机动车排放标准 借鉴“美标”经济技术是否可行?

  李昆生

  ●由于我们是追赶者,技术路线和相应零部件是公开、现成的,欧标、美标只是工况、限值和管理方法不同,它们对应的技术路线是基本一致的,不存在新的技术壁垒和进口美国关键零部件的问题

  ●检测第六阶段标准车辆,无需对目前国Ⅴ检测设备进行大规模升级,仅需要增加NMOG污染物采样和分析设备,约需两三百万元人民币,并对检测程序进行调整就可检测FTP工况或中国城市工况

  我们经过调研分析比较,发现欧Ⅵ汽油车排放限值与欧Ⅴ要求基本相同,不符合北京市机动车尾气控制的需要,其工况和地理纬度与北京差异较大。美国为瞬态工况,其FTP工况最高速度、城区比例、加减速等更接近北京市或国内其他大城市瞬变的实际驾驶情况。

  当我们准备借鉴美国加州经验实施更为严格的机动车排放标准时,有人担心会形成新的技术壁垒和进口美国关键零部件的问题。有人说借鉴“美标”是“拔苖助长”,不符合北京等我国大城市的实际情况,可行性不强。这些担心必要吗?真的是“拔苗助长”吗?

  排放技术殊途同归,不存在技术壁垒

  欧标和美标,对应的技术路线基本一致,都必须选择目前降低颗粒物排放最好的技术,在汽油车蒸发排放控制方面,美国比欧洲严格得多

  由于我们是追赶者,无论是轻型车还是重型车,所有的技术路线和相应零部件都是公开的和现成的;而且无论欧洲标准还是美国标准,只是工况、限值和管理方法有所不同,它们对应的技术路线却是基本一致的,不存在新的技术壁垒和进口美国关键零部件的问题。

  从欧Ⅵ和美国2010重型发动机排放标准对比不难看出,排放技术基本“殊途同归”。无论达到欧Ⅵ还是美国2010重型发动机排放标准,都必须选择目前降低颗粒物排放最好的技术,使用微粒捕集器(DPF),同时,采取降低NOx排放最好的手段,即选择性催化还原(SCR)。

  再来比较欧Ⅳ、欧Ⅴ和美国2007重型发动机排放标准。欧Ⅳ和欧Ⅴ,由于颗粒物限值比较宽松,因此在采用了先进的发动机技术之后,用SCR技术可以满足NOx和颗粒物的限值。欧Ⅳ、欧Ⅴ的发动机,为了满足欧Ⅵ,需要在发动机设计上做比较多的改动。

  虽然,美国2007重型发动机排放标准的颗粒物限值非常严,但是DPF也能满足标准的要求。这个技术路线,在满足美国2010标准时,发动机本身的改动不多,可以通过增加SCR以满足NOx限值要求。

  从满足排放标准的历史看,所谓的技术路线,并非是绝对的,这恰恰体现了技术的多元性和创造性。

  再以轻型车欧Ⅳ、欧Ⅴ、欧Ⅵ和相应美国标准为例,轻型柴油车在欧Ⅳ、欧Ⅴ时要加DPF,在欧Ⅵ和美国Tier2 Bin5阶段也基本上需要EGR+DPF和降低NOx的催化剂(SCR),并同时在车上配置EGR+DPF和催化剂(SCR)才能满足标准。在排放控制的主体技术上,欧洲和美国基本上趋同。

  当然,有一个差异需要我们关注。在汽油车蒸发排放控制方面,美国比欧洲严格得多。由于欧洲的纬度比美国高,美国的温度比欧洲总体上高。再者,欧洲大概有60%左右的轻型车为柴油车,而美国98%以上的轻型车为汽油车,由于蒸发排放主要来源于汽油车。这就是美国采取严格的ORVR的主要原因。

  中国地理位置基本上和美国相当,因此,采取ORVR技术严格控制汽油蒸发排放,将是我们控制VOCS(挥发性有机物)的必然选择。

  我们注意到,欧洲在欧Ⅴ第二阶段之后提出了颗粒物数量(PN)的限值,而美国到了第三阶段(加州LEV III,美国Tier 3)依然没有PN限值。因此许多人认为,欧洲的法规比美国严格。

  事实上,直喷汽油车为了达到欧Ⅴ第二阶段PN限值要求,将很可能采用GPF(汽油机排放颗粒捕集器)技术。至于美国Tier 3,虽然没有PN限值,但是1mg/英里的PM限值,极有可能强制直喷汽油车使用GPF。

  因此从最严格的轻型车排放标准和法规角度看,我们也同样可以得到的结论是尽管有差异,欧洲和美国也可以说殊途同归。

  他们的共同特点是利用排放标准和法规强制使用最好的排放控制技术,在达到治理空气污染目的的同时,推动技术进步。

  借鉴“美标”是拔苗助长吗?

  北京初步实施方案非世界最严标准,在中国建合资企业的外国车企,许多车型10年前就可达到这个新标,技术路线公开现成

  当我们准备借鉴美国加州实施更为严格的机动车排放标准时,有人说这是“拔苖助长”。事实果真如此吗?

  根据我们设计的初步实施方案,轻型汽车排放控制标准并不是当前世界上最严格的方案,仅是相当于美国加州2015年起逐步导入的LEVIII标准中的中间档限值。当前在中国建合资企业的外国企业多数都在加州卖车,它们生产的许多车型10年前就可达到上述标准;技术路线是公开的现成的,只要重视,紧跟标准加大投入,就可以做到做好。

  在检测设备方面,经调研,检测第六阶段标准车辆,无需对目前国Ⅴ检测设备进行大规模升级。无论是各检测认证中心还是各大汽车企业,仅需要增加NMOG污染物采样和分析设备,约需两三百万人民币,并对检测程序进行标定调整就可以检测FTP工况或今后的中国城市工况。

  重型车方面第六阶段标准的核心,仍然是2014年9月起在全欧洲实施的欧Ⅵ重型发动机排放标准,只是根据国情增加了整车排放检测。技术路线同样是公开、现成的。

  许多检测机构和整车厂都配置了重型整车转鼓试验台,实施更严格的重型车整车排放控制也已基本具备条件,只要企业重视,加大投入,也可以做到做好。

  我认为,大谈“拔苗助长”,只不过是不想进取一味保持落后的借口而已,这种思维方式在中国汽车工业的发展中并不少见。

  1999年北京市在全国率先实施国Ⅰ(欧Ⅰ)标准时,当时也有一些专家甚至是著名专家站出来说北京市此举是扼杀中国民族汽车工业,使中国汽车工业陷于万劫不复之灾,远比今天的“拨苗助长”更加耸人听闻。中国汽车工业走到今天已经给出最好的回答。

  空气质量的改善已经刻不容缓,需要全社会共同的努力和付出,也是全社会的迫切要求,如果不尊重不遵守排放法规、不重视相关技术路线及零部件的投入与开发,空气质量将如何改善。

  欧美标准结合是过渡策略

  已有他国成功实践,北京将进一步加严油品环保指标,需要企业提前做好相应准备

  长久看,中国作为全世界最大的汽车生产国和消费市场,制定适合国情的严格的排放标准法规将势在必行。在面对北京十分严重的大气污染情况下,基于十几年来治理机动车污染的经验和教训,借鉴和结合欧美排放标准中的有利因素,不失为过渡阶段一个有效策略。

  把欧美标准结合起来使用在国际上已经有许多成功的范例。最典型的是韩国,从上世纪90年代开始对包括汽油车和柴油车在内的轻重型车全盘引入美国排放法规。2009年实施第四阶段标准时,为其柴油车能够进入欧洲市场,把所有轻重型压燃式发动机改为实施欧Ⅳ标准。从2013年开始,对点燃式发动机汽车引入更加严格的美国加州标准,对轻重型压燃式发动机即柴油车继续实施欧洲标准,即欧Ⅴ标准。中国的香港和台湾也是欧美标准结合使用和并行使用较为成功的地区。

  在第六阶段车用燃油地方标准方面,我们也在参考借鉴美国加州和欧洲的相关标准,打算进一步加严汽油中的硫、烯烃、芳烃、苯、蒸气压、馏程和柴油中的硫、多环芳烃、密度等主要环保指标,并开展车油适配实验,以验证新的油品标准是否可以满足对车辆24万公里耐久性达标的要求。

  此外,按照国家标准的要求,2017年在包括京津冀在内的重点地区开始供应第五阶段车用燃油,并规划在2017年实施第五阶段机动车排放标准。2018年起在全国范围内供应第五阶段车用燃油,也为北京市实施更为严格的机动车排放标准创造条件。

  考虑到是首次摆脱沿用欧洲排放法规,我们十分理解许多主机厂、整车厂,以及检测机构都已按照欧洲标准配置了测试的设备和软件。因此,我们在过渡期内,在借鉴世界上最先进的美国加州标准和欧洲标准的同时,尽量结合中国油品及行驶工况的实际,以控制机动车排放污染。

  事实上,美国在近40年来不断推进排放标准的过程中,每次标准的升级,都有质疑和反对的声音。事实证明,排放标准的提高,大大推进了美国发动机和汽车技术的发展,实现了美国在高速发展的同时,保证机动车排放的有效控制。

  当然,车型开发和认证试验确实需要一定时间,我们也曾与一些外资企业、合资企业和自主品牌企业的专家做了初步的沟通,他们表示技术上可以做到,开发车型一般需要两年左右的时间。这就需要企业提前做好相应准备,只要努力去做就应该没有问题。

  作者为北京市环保局机动车排放管理处处长

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