機動車污染已成為我國空氣污染的重要來源,是造成灰霾、光化學煙霧污染的重要原因。
目前我國機動車保有量已超過2億輛,并且依舊處于攀升狀態(tài),給環(huán)保帶來了不小的壓力。數(shù)據(jù)顯示,2012年,全國機動車排放污染物4612.1萬噸,四項污染物排放總量與2011年基本持平,其中NOx640.0萬噸、PM62.2萬噸、HC438.2萬噸、CO3471.7萬噸。
一輛高排放車輛排放的污染物,可以達到正常機動車的10倍以上。機動車尾氣排放一般距離地面1至1.5米,其所產(chǎn)生的“呼吸帶”污染物極易影響人們的身體健康,特別容易對孩子造成危害。
中國環(huán)境保護部《2013年中國機動車污染防治年報》指出,機動車污染是我國空氣污染的重要來源,大氣污染現(xiàn)象日趨嚴峻,霧霾天氣愈發(fā)嚴重,加大汽車減排力度刻不容緩。
近日,在剛剛落幕的法國斯特拉斯堡國際發(fā)明博覽會上,一項擁有中國專利技術的汽車“減排利器”獲得了博覽會的金獎。記者對剛剛載譽回國的中國環(huán)保新能源研究院總工程師蘇同興博士就其獲獎專利技術“蘇同興氧助力節(jié)能減排動力系統(tǒng)”進行了采訪。
據(jù)蘇同興博士介紹,“蘇同興氧助力節(jié)能減排系統(tǒng)”是一個基于工程熱物理技術(燃燒技術)的專利技術,其優(yōu)勢在于調節(jié)發(fā)動機的燃燒過程使其達到降低尾氣排放的作用,該技術普遍適用于全球各個廠商、各個車系的燃油汽車。同時,因為該技術的降低排放作用是基于提升發(fā)動機輸出動力、降低油耗的基礎上實現(xiàn)的,徹底打破了“減排必將降低動力輸出”的現(xiàn)有技術瓶頸。
眾所周知,汽車尾氣中含有碳顆粒煙塵和大量的有害氣體,其中含量最高、危害最大的就是:一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx),這也是尾氣檢測的主要項目。其中,氮氧化合物中的氮來自空氣,會在發(fā)動機溫度超過一定標準時產(chǎn)生,發(fā)動機溫度越高,產(chǎn)生的越多。發(fā)動機燃燒的初始階段溫度會迅速超過標準,產(chǎn)生氮氧化合物。而燃燒后期溫度偏低,氧含量降低,二氧化碳濃度增加,導致一些碳顆粒、一氧化碳和碳氫化合物成了“燒不透的家伙”,被送進尾氣管,排放了出來,這時候,動力下降了,車輛就會產(chǎn)生類似“后勁不足”的現(xiàn)象。
而這項新技術,是將一種“神奇的物質”——相變催化劑送進燃燒室,將燃燒初期產(chǎn)生的水分子分解成氫氣和氧氣,將過熱的初始階段產(chǎn)生的多余的“無效”能量儲存為化學能,在溫度偏低,“后勁不足”的燃燒末期再釋放出來,從而轉變?yōu)槠嚨膭恿?,成為“有效”的能量?/p>
那么這些能量到哪里去了呢?蘇博士解釋,一部分能量因為發(fā)動機過熱被冷卻水帶走了;另一部分則用來生產(chǎn)臭名昭著的氮氧化合物,成為了尾氣中的健康“殺手”。這兩部分“無效”能量被儲存并利用,直觀的變化是發(fā)動機水溫降低,尾氣氮氧化合物大幅減少。到了燃燒后期,前期儲存的氫氣和氧氣參與燃燒,使碳顆粒和碳氫化合物、一氧化碳這些“燒不透的家伙”被“燒透了”,使三種污染氣體和顆粒物同時降低。由于這部分被“儲存”起來的能量在后期重新釋放,汽車動力也得以持續(xù)提升,加速更順暢、駕駛更平穩(wěn)。這不僅提升了汽車駕乘體驗,還提升了燃料能量的利用率,使能耗降低,碳排放量減少。
氧助力低碳環(huán)保節(jié)能減排技術具有很高的戰(zhàn)略意義和很好的社會效益,該技術推廣可使我國機動車移動污染源污染物排放大幅度減少,促進了我國汽車行業(yè)在能效與減排領域的科技進步,使內(nèi)燃機能耗減排指標工況趕超西方發(fā)達國家具有重大意義。它還是我國治理大氣污染物PM2.5的有效方法,符合國家低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟和綠色經(jīng)濟的國策要求,有助于中國生態(tài)文明建設,中國夢的目標實現(xiàn)。
從減排放方面來看,技術普及應用后(以目前機動車擁有量計算)每年減少污染物排放約1700萬噸,減少CO2排放量約9000萬噸。從節(jié)能方面來看,技術普及應用后,每年可節(jié)約成品油3000萬噸,原油4000萬噸,約合2.8億桶,折合標準煤約6000萬噸,對我國能源儲備及能源安全具有重要意義。
另外,研究人員還將該技術應用于車輛,在交通部汽車運輸行業(yè)能源利用監(jiān)測中心進行了空白試驗。采用技術前,CO、HC、NOx三種污染物的排放總量為2.53+0.176+0.127=2.833g/km;采用該技術后,三種污染物排放總量為0.8+0.155+0.120=1.075g/km。減排率為(2.833-1.075)/2.833×100%=62%。以北京市出租車為例,當前北京市約有出租車7萬輛,平均年行駛里程約15萬公里,三種污染物排放總量限值為2.54g/km×15萬km×7萬=2.7萬噸。按照交通部汽車運輸行業(yè)能源利用檢測中心檢測效果的70%進行保守估算,即按照減排率43%計算,北京市出租車采用該技術后,每年可以減排產(chǎn)生霧霾的PM2.5因子約1.2萬噸。不難看出,此專利技術的應用將對中國霧霾天氣的治理具有重要意義。
無論是霧霾還是近期發(fā)生的大眾“排放門”,都凸顯出了全球對于環(huán)境問題的關注。我國近幾年不斷推行的“綠色GDP”也在引導各級政府和企業(yè)向著統(tǒng)一的環(huán)境議題進行合作。既然現(xiàn)在我們有了領先于國際水平的汽車減排專利技術,也有了德國大眾這樣的前車之鑒,何不在汽車節(jié)能減排這件事上讓政府和企業(yè)比翼雙飛,實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的共贏呢!
圖為中國環(huán)保新能源研究院總工程師蘇同興博士研究的“蘇同興氧助力節(jié)能減排動力系統(tǒng)”節(jié)能減排的原理圖,該技術榮獲國際發(fā)明博覽會金獎并突破減排必降低動力瓶頸。