時間:2014-07-23 09:14來源:人民網作者:李昆生
【重型車網 轉載】北京市2013~2017年清潔空氣行動計劃中,明確提出要力爭在2016年實施第六階段機動車排放標準。目前國家還沒有制定發布第六階段機動車排放標準,因此在第六階段我們準備建立制定五項標準、兩項油品標準、一項輕型汽車排放控制標準、兩項重型車排放控制標準;此外,還將修訂兩項重型發動機和機動車標準。
一、以往遵循的歐洲排放標準有局限性
過去的15年里,在新車的排放控制標準方面我們基本上一直選擇歐洲標準。最根本的原因是,中國在最初實施排放法規的時候,還不具備獨立制定法規的技術支持能力。經過15年的實踐,歐洲標準對遏制北京市的機動車排放污染發揮了重要作用,提前實施更為嚴格的排放控制標準有利于空氣質量的改善。以北京市實施第五階段機動車排放標準為例,從2013年初開始算起,每年新增和更新50多萬輛轎車,到2018年全國實施國五標準時,北京市將近一半近300萬輛機動車已經是國五水平的車了,以每輛車比國四總體上減排40%來看,作用不言而喻。同時我們也發現歐洲標準已經不能完全適應北京市和我國的實際氣候狀態和道路條件,標準本身也存在缺陷。在3.5噸以下輕型車方面不適合的主要有以下幾方面:
第一,歐Ⅵ汽油車排放限值與歐Ⅴ要求基本相同,不能滿足北京市不斷加嚴排放限值的要求。
第二,歐洲標準的基礎工況俗稱“15工況”,由市區低速工況和城郊高速工況組成,按照行駛里程計算權重的市區工況約占37%,市郊工況約占63%,平均車速是33.6千米/小時。而北京市的市區工況約占70%,市郊工況約占30%,平均車速只有26千米/小時左右,因此車輛實際運行工況與歐洲工況差異較大。實車測試表明,滿足國四排放標準的車輛,在北京實際行駛中的排放高于法規中規定的排放限值。
第三,歐洲主要國家的緯度高于北京市的緯度,也高于中國大部分地區的緯度,緯度越低車輛的油氣蒸發排放相對越高。僅以北京市為例,每年靜置時或行駛中沒有被控制的VOC(揮發性有機化合物)排放就有2萬多噸(平均每車每年約40千克,在中國南方城市會更多)。VOC是產生PM2.5和光化學污染的最重要前提物,況且我國汽油中的烯烴和芳烴含量遠高于歐洲和美國,引入美國對這部分VOC控制的方法ORVR勢在必行。據了解,緯度較低的歐洲也在考慮引入美國的ORVR標準和控制技術。我們從歐洲和美國排放標準的對比中,不難發現,歐洲標準多年以來也一直在借鑒美國標準,更準確地說是加州標準。
第四,由于歐洲標準從歐Ⅰ起就對輕型柴油車網開一面,直到歐Ⅴ時NOx的排放限值始終是同標準汽油車的三倍多。其中關鍵的原因是歐洲的燃油價格高,因此將燃油經濟性置于最重要的位置,允許更加省油,但NOx限值比汽油車高的柴油車在市場上存在。相反,在油價相對較低的美國,排放法規實施“燃油中性”,從2004年起輕型汽油車和柴油車執行同一標準限值,即輕型柴油車要同時配置DPF(微粒捕集器)和SCR(選擇性催化還原)才能達標,相當于至少歐Ⅵ的要求。這不但使得輕型柴油車的價格遠高于汽油車,也使得輕型柴油車在美國的市場份額極小。
在歐Ⅳ之前柴油機的PM排放遠高于汽油機,由于直噴汽油機的出現,在歐Ⅴ時汽油車和柴油車的PM限值才開始統一。雖然我國一直采用歐洲法規,但早已認識到輕型柴油車比汽油車更嚴重的排放問題,這也是北京市自從2002年實施國二標準以來不允許發展輕型柴油車的原因之一。歐Ⅵ只是對柴油車的NOx限值進一步加嚴并向汽油車靠攏,還差33%,對汽油機沒有加嚴,仍是歐Ⅴ限值,只是在軟硬件方面進一步強化監管功能。
據了解,目前歐洲大城市空氣質量不達標的主要原因,是來自包括柴油轎車在內的柴油車排放污染。專家們發現柴油車排放的NOx和PM很高,而且在實際運行時更是遠超過標準限值,標準設置的放松僅是表面現象,更深層次的原因是由于其排放特性,決定了其控制技術相對汽油車更加復雜、后期維護較難而且成本較高,如DPF要定期清理,SCR要定期添加尿素溶液等,這就決定了理論上可以達標,實際上很難做到達標。因此歐盟和歐洲許多大城市都在反思,當初和現在放松排放標準而大力發展輕型柴油車是否是正確明智的選擇。
二、第六階段機動車排放標準初步設想
1、輕型車排放標準
在第六階段輕型車排放標準方面,我們的目標是在國五的基礎上單車減排30~50%,總體水平與世界先進水平相當。標準的總體框架結構、認證和管理方法均繼續采用現有模式,初步設想是分兩步實施。
第一步力爭于2016年前后實施,Ⅰ型常溫冷啟動試驗:采用美國加州FTP75循環(同時積極制定北京或中國典型的城市工況),執行ULEV50限值和歐Ⅵ標準PN限值;Ⅱ型怠速、Ⅲ型曲軸箱試驗不變;Ⅳ型蒸發試驗:要求ORVR,且執行美國加州兩天和三天蒸發試驗要求;Ⅴ型耐久性試驗:實車試驗16萬公里,剩余距離采用擬合方法延伸至24萬公里排放達標。Ⅵ型低溫試驗:采用美國加州標準要求,測試CO和HC;針對有些整車廠在實際銷售車輛上配裝的催化轉化器的催化劑中,貴金屬含量遠低于申報時的現象,進一步嚴格貴金屬含量測量,檢測催化轉化器載體體積、貴金屬總含量和貴金屬比例。增加CO2(二氧化碳)排放要求,在Ⅰ型試驗中測量CO2質量排放。此外,簡化加州OBD2的部分要求,但至少嚴于歐洲EOBD,增加蒸發的監控功能。
第二步于2020年前后實施,進一步加嚴排放限值,常溫冷啟動試驗限值加嚴到SULEV20或30,并增加中國城市或北京典型工況或WLTC工況下的限值要求。根據研究結果,決定是否采用運行損失的蒸發試驗測試要求。輕型柴油車是否執行同樣上述內容的相關部分還需進一步論證。
2、重型車排放標準
在總重量3.5噸以上重型車方面,由于北京周邊油品質量問題,我們在2013年7月之前,只在公交、環衛車上實施了國四、國五標準,其他車輛2005年12月之后一直都在實施國三標準。通過15年的經驗總結,發現新車上牌照注冊時,在環保前置審查可以保證環保相關配置齊全的情況下,整車排放仍然有可能很高,即超過發動機通過認證時的排放,這是由于整車廠或是發動機廠應用戶的需求采用節油模式電控程序而不顧排放控制的要求。這一問題是重型車排放監控的短板,環保部門不易監控,也是歐洲標準的缺陷,今后我們勢必在這方面將加強執法力度。
國四、國五標準對選擇SCR技術路線的車輛,在中國大城市行駛速度低,排氣溫度經常低于200度,SCR系統不工作因而造成NOX排放嚴重超標,而中國的商用車企業由于油品的原因和SCR技術路線相對的節油作用,絕大多數都選擇了這種技術路線。對于這兩個問題,在第五階段時我們就開始嘗試根據實際情況,對國家標準實際上是歐洲標準進行修訂和補充,制定發布了兩項地方標準,《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法(臺架工況法)》(DB11/964-2013)和《重型汽車排氣污染物排放限值及測量方法(車載法)》(DB11/965-2013),后一問題得到了較好的解決,而對前一個問題,使用車載法PEMS方法以來的一年多里,發現其穩定性、重復性較差,而且測試時間長不便于監督執法檢測。
第六階段重型車排放核心標準是歐Ⅵ發動機排放標準,但針對現有標準的漏洞和執法難的情況,準備引入基于整車轉鼓的新車排放檢測標準與方法,為防止作弊和減輕企業、排放檢測單位和監管部門的負擔,重型車整車排放檢測與整車能耗檢測在型式核準試驗時同時進行,這有助于政府的執法監管。另外,創新性地增加OBD3技術要求,即擬將NOx排放、發動機轉速和負荷等信息定期發送監管部門。
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