昆生释疑第六阶段排放标准

李李昆生昆生释释疑第六疑第六阶阶段排放段排放标标准准 2014 07 23 北京市在 2013 2017 年清洁空气行动计划中 明确提出要力争在 2016 年实施第六阶 段机动车排放标准 在机动车排放管理上 再次走在全国前列 最近 业内外对我国的机 动车排放标准有很多质疑声 新的标准将如何制定 技术路线可能会发生哪些变化 改变 技术路线对我国汽车企业会有哪些影响 对减排有什么意义 这些都是行业人士颇为关注 的问题 北京市环保局机动车排放管理处处长李昆生将通过系列文章回答业界的疑问 敬 请关注 北京市地形三面环山 气候干旱少雨 大气污染物扩散条件差 空气容量超载 空气 中 PM2 5 容易快速积累 加大了空气质量改善难度 2013 年北京市空气质量中的 PM2 5 年平均浓度值是 89 5 微克 立方米 超过国家标准 35 微克 立方米的 1 56 倍 如果按照发达国家选用的 PM2 5 的空气标准衡量 大概超标 5 倍以上 目前北京市 550 万辆机动车排放的 NOx 氮氧化物 的分担率超过了 50 HC 碳氢 化合物 超过了 40 CO 一氧化碳 超过了 80 其中 NOx 约 60 是重型车所排 HC 约 90 是轻型汽油车所排 NOx 和 HC 的一半以上会转化成 PM2 5 机动车在本地污染源的 PM2 5 分担率超过了 31 因此 未来北京市实施更加严格的机动车排放标准是改善大气 质量的必然举措 以往遵循的欧洲排放标准有局限性以往遵循的欧洲排放标准有局限性 在过去的 15 年里 我国新车的排放控制标准一直参照欧洲标准 它对遏制北京市的 机动车排放污染发挥了重要作用 而提前实施更为严格的排放控制标准有利于空气质量的 改善 同时我们也发现 欧洲标准已经不能完全适应北京市和我国的实际气候状况和道路 条件 标准本身也存在缺陷 在 3 5 吨以下轻型车方面不适合的主要有以下几方面 第一 欧 汽油车排放限值与欧 要求基本相同 不能满足北京市不断加严排放限值的要 求 第二 欧洲标准的基础工况中 市区低速工况约占 37 市郊高速工况约占 63 平 均车速 33 6 千米 小时 而北京市车辆实际运行工况与之差异较大 市区工况约占 70 市郊工况约占 30 平均车速只有 26 千米 小时左右 实车测试表明 满足国四排放标准 的车辆 在北京实际行驶中的排放高于规定的排放限值 第三 欧洲主要国家的纬度高于北京市的纬度 也高于中国大部分地区的纬度 纬度 越低 车辆的油气蒸发排放相对越高 以北京市为例 每年车辆静置时或行驶中没有被控 制的 VOC 挥发性有机化合物 排放就有 2 万多吨 平均每车每年约 40 千克 VOC 是产生 PM2 5 和光化学污染的最重要前提物 况且我国汽油中的烯烃和芳烃含量远高于欧洲和美 国 引入美国 ORVR 车载加油油气回收系统 方法对这部分 VOC 进行控制势在必行 从欧 洲和美国排放标准的对比中也可以发现 欧洲标准多年来也一直在借鉴美国标准 准确地 说是加州标准 第四 由于欧洲燃油价格高 因此欧洲标准将燃油经济性置于最重要的位置 允许省 油的柴油车存在于市场 从欧 起就对轻型柴油车网开一面 即使欧 中 NOx 的排放限值 仍是同标准汽油车的三倍多 欧 虽然加严柴油车的 NOx 限值并向汽油车靠拢 但还差 33 而汽油机仍是欧 限值 只是进一步强化软硬件的监管功能 在欧 之前柴油机的 PM 排 放远高于汽油机 欧 时汽油车和柴油车的 PM 限值才开始统一 在油价相对较低的美国 排放法规实施 燃油中性 从 2004 年起轻型汽油车和柴油车就执行同一标准限值 即 轻型柴油车要同时配置 DPF 微粒捕集器 和 SCR 选择性催化还原 才能达标 相当于 至少欧 的要求 国内外专家研究发现 柴油车排放的 NOx 和 PM 很高 而且在实际运行时远远超过标 准限值 标准设置的放松仅是表面现象 更深层次的原因是由于其排放特性 使得其控制 技术相对汽油车更复杂 后期维护较难且成本较高 这就决定了理论上可以达标 实际上 很难达标 虽然我国一直采用欧洲法规 但我们认识到轻型柴油车比汽油车更严重的排放问题 这也是北京市自从 2002 年实施国二标准以来不允许发展轻型柴油车的原因之一 第六阶段机动车排放标准或将引入美标北京市已明确提出要力争在 2016 年实施第六 阶段机动车排放标准 目前国家还没有制定发布相关标准 因此 我们准备建立制定五项 标准 包括两项油品标准 一项轻型汽车排放控制标准 两项重型车排放控制标准 此外 还将修订两项重型发动机和机动车标准 1 轻型车排放标准 在第六阶段轻型车排放标准方面 目标是在国五的基础上单车减排 30 50 标准的总体 框架结构 认证和管理方法继续采用现有模式 初步设想分两步实施 第一步力争于 2016 年实施 型常温冷启动试验 采用美国加州 FTP75 循环 同时 制定北京或中国典型的城市工况 执行 ULEV 超低排放标准 50 限值和欧 标准 PN 颗粒物数量 限值 型怠速 型曲轴箱试验不变 型蒸发试验 要求 ORVR 且 执行美国加州两天和三天蒸发试验要求 型耐久性试验 实车试验 16 万公里 剩余距 离采用拟合方法延伸至 24 万公里排放达标 型低温试验 采用美国加州标准要求 测 试 CO 和 HC 针对有些整车厂在实际销售车辆上配装的催化转化器的催化剂中 贵金属含 量远低于申报时的现象 进一步严格贵金属含量测量 检测催化转化器载体体积 贵金属 总含量和贵金属比例 增加 CO2 二氧化碳 排放要求 在 型试验中测量 CO2 质量排放 此外 简化加州 OBD 车载自动诊断系统 2 的部分要求 但严于欧洲 EOBD 增加蒸发的 监控功能 第二步于 2020 年前后实施 进一步加严排放限值 常温冷启动试验限值加严到加州 特超低排放标准 SULEV 20 或 30 并增加中国城市或北京典型工况或 WLTC 全球轻型汽车 测试规程 工况下的限值要求 根据研究结果 决定是否采用运行损失的蒸发试验测试要 求 轻型柴油车是否执行同样内容还需进一步论证 2 重型车排放标准 在总重量 3 5 吨以上重型车方面 在实践中 我们发现新车上牌时 在环保前置审查保证 相关配置齐全的情况下 整车排放仍然有可能超过发动机通过认证时的排放 这是由于整 车厂或发动机厂应部分用户要求 不顾排放要求 采用节油模式电控程序 这一问题是重 型车排放监控的短板 也是欧洲标准的缺陷 今后我们将在这方面加强执法力度 中国绝大多数商用车企业都选择 SCR 技术路线 但在不少城市受行驶速度低 排气温 度经常低于 200 度的影响 SCR 系统不工作 因而造成 NOx 排放严重超标 对于这两个问 题 在第五阶段时北京市已制定发布了两项地方标准 第六阶段重型车排放核心标准是欧 发动机排放标准 针对现有标准的漏洞和执法难 的情况 准备引入基于整车转鼓的新车排放检测标准与方法 为防止作弊 并减轻企业 排放检测单位和监管部门的负担 重型车整车排放检测与整车能耗检测在型式核准试验时 同时进行 有助于政府的执法监管 另外 创新性地增加 OBD3 技术要求 即拟将 NOx 排 放 发动机转速和负荷等信息定期发送监管部门 欧洲标准和美国标准欧洲标准和美国标准 殊途同归殊途同归 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 有人担心会形成新的技 术壁垒和进口美国关键零部件的问题 但笔者认为 欧洲标准和美国标准只是工况 限值 和管理方法有所不同 它们对应的技术路线基本一致 所以不存在这类问题 从欧 和美国 2010 重型发动机排放法规不难看出 排放技术在 殊途同归 达到 欧 和美国 2010 重型发动机排放法规 必须选择目前降低颗粒物排放最好的技术 即 DPF 采取降低 NOx 排放最好的手段 需选择 SCR 由于重型柴油机的主要排放物是 NOx 和 颗粒物 因此 第六阶段排放法规将强制最好的排放控制技术 即同时采用 DPF 和 SCR 再比较欧 欧 和美国 2007 重型发动机排放标准 欧洲标准颗粒物限值较高 因此使 具有较好燃油经济性的 SCR 技术可以满足 NOx 和颗粒物限值 但同时 也有采取 EGR 废气再循环 和 DPF 技术满足法规要求的 相反 美国 2007 法规首先解决 PM 的问 题 颗粒物限值非常低 DPF 是满足法规的惟一途径 在满足美国 2010 法规时 发动机本 身无需太大改动 增加 SCR 就可以满足严格的 NOx 限值要求 再以轻型汽车欧 欧 欧 和相应美国标准为例 轻型柴油车在欧 欧 时要加 DPF 在欧 和美国 Tier2 Bin5 阶段也需要同时配置 EGR DPF 和降低 NOx 的催化剂 SCR 或者 LNT 才能满足标准 由此可见 所谓的技术路线 并不是绝对的 它体现了技术的多元性和创造性 在排 放控制的主体技术上 欧洲和美国基本趋同 但也有两个重要差异 一个是汽油车蒸发排放控制 美国更为严格 这是因为美国比欧洲总体更热 蒸发排 放随温度上升而增加 所以美国采取严格的 ORVR 技术 而且美国 98 以上的轻型车为汽油 车 蒸发排放主要来源于汽油车 因此对其严格控制 中国地理位置和美国基本相当 采 取 ORVR 技术严格控制蒸发排放 将是我们治理雾霾的必然选择 另一个差异 是欧洲在欧 第二阶段之后有 PN 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更严格 其实 增加 PN 限值将强制 DPF 而且直喷汽油车为了达到 PN 限值要求 将很可能采用 GPF 技术 美 国 Tier 3 虽然没有 PN 限值 但 1mg 英里的 PM 限值 也极有可能强制直喷汽油车使用 GPF 技术 因此 从最严格的轻型车排放法规角度看 虽然欧美有差异 却都是利用排放法规强 制最好的排放控制技术 在达到治理空气污染目标的同时 推动技术进步 第六阶段机动车排放标准可行性初步分析第六阶段机动车排放标准可行性初步分析 在第六阶段车用燃油地方标准方面 我们将参考借鉴美国加州和欧洲的相关标准 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 并开展车油适配试验 以验证新的油品标准是否可以满足车辆 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了条件 作为全世界最大的汽车生产国和消费国 制定适合中国国情的排放标准法规势在必行 然而 我国目前支持全面制定排放法规的技术保障能力依然有限 面对严重的大气污染 基于我们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 不失为过渡阶段的有效策略 将欧美标准结合使用在国际上已有许多成功的范例 最典型的是韩国 2009 年实施第 四阶段标准时 对包括汽油车在内的使用点燃式发动机的轻型车全盘引入美国排放法规 而在所有轻重型压燃式发动机即柴油车上实施欧 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 对柴油车实施欧 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 香港是所有 3 5 吨以下的车辆全部实施美国加 州标准 重型车实施欧洲标准 台湾是欧美标准并用 墨西哥 巴西 智利