李賢義
相信大家對滿街冒著黑煙的柴油大貨車都是深惡痛絕,從2015年起,國家規(guī)定新生產(chǎn)銷售的重型柴油車必須滿足國IV排放標準,從國III到國V,引人眼球的亮點有哪些呢?
城市機動車的污染爭議由來已久。日前召開的“2015年全國環(huán)境監(jiān)測工作現(xiàn)場會”指出,機動車、工業(yè)生產(chǎn)、燃煤、揚塵等是當前大部分城市環(huán)境空氣中顆粒物的主要污染來源,約占85%~90%。其中,北京、廣州、深圳、杭州等城市的首要污染來源則是機動車。
機動車類型達18種之多。那么,哪類機動車是主要的污染排放大戶?治理存在哪些現(xiàn)實困難?該如何化解?下面中國石化科技開發(fā)部原主任、正局級調(diào)研員喬映賓將針對這些問題為您一一解答。
都市里的“墨斗魚”是污染的大來源
喬映賓說:根據(jù)環(huán)境保護部發(fā)布的《中國機動車污染防治年報(2013)》,我國重型柴油車僅占汽車保有量的5.6%,但氮氧化物(NOX)和顆粒物(PM)排放卻占汽車總排放量的67.4%和78%。因此,重型柴油車是當之無愧的“排放大戶”。
我們經(jīng)??吹讲裼蛙嚭跓煗L滾,就是因為廢氣中氮氧化物和顆粒物含量較多的緣故,故有人將其形象地比喻為“墨斗魚”。
柴油車排放的顆粒物粒徑絕大部分在1μm(PM1)以下,能長時間沉積在呼吸道深部肺泡內(nèi),造成肺部硬化。同時,顆粒物通過對光的散射,降低物體與背景的對比度,導致能見度下降(當顆粒物粒徑為0.1~1.0μm時,對光的散射作用最強)。此外,柴油車排放的顆粒物中多環(huán)芳烴為城區(qū)大氣顆粒物中常見多環(huán)芳烴的主要來源。
氮氧化物本身具有毒性(2012年世界衛(wèi)生組織將其列為一類致癌物質(zhì)),也是酸雨的主要來源之一。同時,柴油車排放的氮氧化物經(jīng)過復雜的化學變化,很容易成為PM2.5和臭氧的前體物。因此,重型柴油車的污染亟須引起足夠重視。
2013年,我國重型柴油車達到了663萬輛,2014年,持續(xù)增加了約80萬輛,目前,這一數(shù)量依然在不斷增加。而且在大多數(shù)城市,由于重型柴油貨車白天禁止進入中心城區(qū),因此普通百姓的關注度并不高,對其污染的了解也并不多。
其實現(xiàn)在城市里隨處可見的建筑工地、地鐵建設的建材運入、渣土運出,大多數(shù)是由國IV以下重型柴油車承運。資料顯示,一輛達標的國IV重型柴油車排放的氮氧化物,相當于約90輛國IV轎車的排放;而不達標或更低標準的重型柴油車,排放約是200輛以上的國IV轎車。2014年,在京津冀三地,環(huán)境保護部曾對16家企業(yè)的國Ⅲ、國IV柴油車環(huán)保關鍵部件核查,合格率僅為32%。
既要控制成本又要避免造假
針對污染嚴重的柴油車,政府部門已經(jīng)開始采取行動,根據(jù)國家工信部公告,自2015年起,新生產(chǎn)銷售的重型柴油車必須滿足國IV排放標準,低于國IV排放標準的商用車將不能生產(chǎn)和銷售。
按照國IV標準,氮氧化物排放將從國Ⅲ的5克/千瓦時降至3.5克/千瓦時,顆粒物排放限值從0.1克/千瓦時降至0.02克/千瓦時,意即氮氧化物減排30%,顆粒物減排80%,預計氮氧化物的削減量將約達18萬噸/年。
新標準的啟用,可謂是環(huán)境保護部與有關部門4次“搏弈”后的結(jié)果。
國IV排放實施時間,最早預定自2011年開始實施,之后推遲到2012年,然后是2013年7月1日,直到今年才落地。其主要原因是油車不同步、油品不達標制約新標車技術(shù)路線。此外,還存在其他方面的爭議:一是擔心執(zhí)行新標準會抬高車輛成本,不利于汽車生產(chǎn)企業(yè)占領市場;二是擔心汽車企業(yè)長期對環(huán)保標準“造假”,環(huán)保部門靠后期監(jiān)管“管不住”龐大市場。
不過根據(jù)喬映賓的觀點,大家不必對此過于擔心。雖然對車企來說的確要增加一些費用,比如實現(xiàn)國Ⅲ技術(shù)標準,每輛車成本要增加1萬元左右,國Ⅲ升級國IV,SCR(選擇性催化還原技術(shù))系統(tǒng)成本也要增加約2萬多元。此外,每使用100升柴油,還必須消耗4~6升左右的柴油車尾氣處理液,這樣算下來,一輛采用SCR系統(tǒng)的重型柴油車年消耗尾氣處理液約1.2~1.5噸,是一筆不小的數(shù)目。
但是,使用SCR系統(tǒng)的重型柴油車,可減少5%~7%的油耗。粗略估算,一輛重型柴油車(以百公里油耗約35升計),跑20多萬公里就可收回安裝SCR系統(tǒng)的費用,20萬公里以后的節(jié)油是凈收益。而且使用尾氣處理液后,總體還會有節(jié)油2%~3%的優(yōu)勢。所以綜合來講,新標準的實施,并沒有增加多少車輛成本。
在對環(huán)保標準造假方面,喬映賓說,如果監(jiān)管不嚴,國IV標準實施有可能陷入國Ⅲ怪圈:假國Ⅲ,甚至出現(xiàn)國Ⅱ、國Ⅰ一齊上路。假貨沖擊市場,真正的國IV生產(chǎn)廠家將陷于不利地位。
他說,嚴控出廠關、源頭控制是國IV得以實施的第一道關卡。在制定政策時,要使違法成本的懲罰高于守法成本,達到對車企的震懾效果。此外,監(jiān)督國IV實施不能僅靠每年一次的入廠抽檢,而應將入廠抽檢與長期有效的路面實時監(jiān)測相結(jié)合,將監(jiān)督拓展到使用領域:排放不合格,誰用罰誰,對車主形成警戒,這樣車主將不敢購買未達標車輛,車企的假達標車輛無處銷售,也就不會再生產(chǎn)。
油品與技術(shù)一個都不能少
針對油品問題,喬映賓表示,國IV標準實施前后,中石油和中石化也在加快油品的置換,但覆蓋面仍然相對有限,尤其是城鄉(xiāng)結(jié)合部以及偏遠地區(qū),短期內(nèi)難以保障能夠足量供應國IV柴油。
2014年,中汽協(xié)曾對全國18個省、兩個直轄市的672個加油站進行了調(diào)查,國IV車用柴油的供應率僅9.7%,672個加油站中沒有一家提供專用加注尾氣處理液設備,僅2%的加油站供應小包裝和桶裝產(chǎn)品,18個省的73個地級市的145家大型汽配市場貨車企業(yè)服務站中,桶裝尾氣處理液供應率僅有58%。
不過目前為方便客戶,中國石化已陸續(xù)在所屬加油站(3萬多個)設立散裝零售點。同時借鑒國外經(jīng)驗,加快加油站加注設備建設,目前已在北京建立示范站,并計劃今年在全國改造300座加油站。
當前,我國的重型柴油車大多“人車分離”(駕駛員受車主的雇傭),為節(jié)省成本,很多車輛通過技術(shù)手段,解除車載電腦對尾氣處理液使用的控制(如不解除,尾氣處理液的缺乏會導致發(fā)動機牽引力下降),造成不處理尾氣也能正常行駛,形成污染。因此,尾氣處理液合理供應和監(jiān)管也是決定國IV標準實施效果的一個決定性因素。
而在排放標準設定上,我國主要是對標歐洲排放標準,國Ⅳ排放標準與歐Ⅳ相當。此外,SCR系統(tǒng)更適合中國“國情”?!皣椤卑?,一是對比國Ⅲ產(chǎn)品,搭配SCR系統(tǒng)的發(fā)動機結(jié)構(gòu)沒有改變,技術(shù)成熟要求也低、容易達到排放標準。同國Ⅲ車比,顆粒物可以燒掉90%,保證了尾氣顆粒物排放降低80%以上。
二是SCR系統(tǒng)相對于美日等國施行的EGR(廢氣再循環(huán)),能提高燃油噴射壓力,降低熱損耗,優(yōu)化缸內(nèi)燃燒,油品燃燒更完全。
三是對油品也不太挑剔,能夠適應國Ⅲ柴油。目前國Ⅲ柴油硫含量350ppm,而EGR要求硫含量在50ppm以下。
四是SCR技術(shù)有達到國Ⅳ以上排放標準潛力。國V機型可選用國IV同一發(fā)動機技術(shù)平臺,只是對氮氧化物排放有了更嚴格的要求。
而且從技術(shù)上來說,SCR技術(shù)一定要搭配尾氣處理液使用才更有效。因為國Ⅱ到國Ⅲ的關鍵在于燃油噴射系統(tǒng),而從國Ⅲ到國Ⅳ要使用尾氣排放后處理技術(shù),添加尾氣處理液(尿素濃度為32.5%的水溶液,原料為車用尿素和超純水),把尾氣中的氮氧化物還原成N2和H2O。
在沒有處理液的情況下,國Ⅳ階段發(fā)動機的排放情況甚至比國Ⅲ發(fā)動機還惡劣,氮氧化合物排放會急劇上升。
可以說,柴油車排放要達到國Ⅳ以上標準,要選擇SCR技術(shù),而SCR技術(shù)又離不開尾氣處理液,這相當于給柴油車排氣筒戴上了過濾氮氧化物的液體“口罩”。
應該指出的是,不論是從保護車輛發(fā)動機,還是從減少污染排放的角度,油車同步是最好的辦法。但國IV以下的車輛使用國IV油品,污染排放也會減少很多。