“國三”升“國四”是節(jié)能減霾的必要手段

　　近期，全國近60%的地區(qū)幾乎都經(jīng)歷了一場霧霾的黃色預(yù)警，大氣污染問題的治理再一次提到"緊急、迫切"的高度。作為霧霾形成的"元兇"之一，機(jī)動車排放問題一直為人們所詬病。雖然至今仍未有一個(gè)清晰的數(shù)據(jù)顯示機(jī)動車排放在PM2.5形成中所占的比例，但它的作用是不容忽視的，全世界各國極為重視機(jī)動車排放污染控制，不斷提升的機(jī)動車排放法規(guī)要求，是城市大氣治理的必要手段。治理霧霾，要從各角度共同努力，對于汽車制造與使用行業(yè)來說，加快完成機(jī)動車排放"國三"升"國四"的環(huán)保升級是當(dāng)前面臨的關(guān)鍵問題。

　　2014年2月24日，卡車網(wǎng)記者采訪了康明斯副總裁、中國區(qū)首席技術(shù)官彭立新博士，探討了汽車尾氣對環(huán)境的危害、"國三"升"國四"等相關(guān)問題。康明斯是全球領(lǐng)先的動力設(shè)備制造商，是最早在華進(jìn)行發(fā)動機(jī)本地化生產(chǎn)的美國柴油機(jī)公司，早在二十年前，美國政府已經(jīng)在通過EPA排放法規(guī)來控制機(jī)動車排放污染來改善城市空氣質(zhì)量，而康明斯也因此有了近二十年排放控制的技術(shù)研究與應(yīng)用實(shí)踐。彭立新博士結(jié)合霧霾形成機(jī)理與長年柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)闡述霧霾與排放治理。

康明斯中國區(qū)首席技術(shù)官、副總裁彭立新

　　重視商用車尾氣排放對霧霾的影響

　　"雖然沒有明確的數(shù)據(jù)，但汽車尾氣排放對環(huán)境污染中的影響是顯而易見的。"彭立新博士說道，"最明顯的就是霧霾具有局部性的特征，這就為我們研究霧霾的形成原因提供了很大的便利。例如，北京河北地區(qū)的霧霾天氣，肯定與其大量的汽車保有量是分不開的。"

康明斯排放后處理技術(shù)示意圖

　　在所有汽車尾氣排放污染源中，商用卡客車尾氣的排放污染是較為突出的，尤其是重型卡車。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，重卡在北京的保有數(shù)量只占到5%，但其尾氣排放卻占到50%。而根據(jù)北京24小時(shí)PM值線性跟蹤顯示，晚上12：00至凌晨4點(diǎn)是全天PM值最高的時(shí)間段，這段時(shí)間正是允許卡車進(jìn)城的時(shí)間。

　　汽車尾氣的排放是怎樣形成霧霾的呢？通過彭立新博士的介紹我們了解到，柴油機(jī)對霧霾的影響主要體現(xiàn)在其含硫量上，含硫柴油發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的過程，就會直接產(chǎn)生二氧化硫，并在排放過程中轉(zhuǎn)換成硫酸鹽，以顆粒狀的形式排放到空氣中，直接形成PM2.5，硫酸鹽排放到空氣中后，還繼續(xù)結(jié)合空氣中水氣、粉塵等，產(chǎn)生反應(yīng)形成第二次污染，類似光化學(xué)煙霧，從而形成霧霾天氣。因此，對于柴油機(jī)來說，降低燃油硫含量、改善燃燒充分性、加油后處理技術(shù)等手段來降低氮氧化物和顆粒物排放，從而改善排放水平，分階段性逐步嚴(yán)格控制汽車排放污染物排放水平，是世界各國環(huán)境治理的基本共識。這項(xiàng)法規(guī)在一些發(fā)達(dá)國家如歐盟、美國、日本等地執(zhí)行嚴(yán)格，而在中國、印度、巴西等發(fā)展中國家也在積極推中。

　　當(dāng)下，乘用車排放控制較為嚴(yán)格，城市乘用車排放基本上達(dá)到或超過當(dāng)前排放法規(guī)控制要求，然而，對商用車來說，排放法規(guī)的制訂和嚴(yán)格實(shí)施是一項(xiàng)牽一發(fā)而動全身的事。早在2012年，國家頒布了國四排放法規(guī)要求，但一直難于嚴(yán)格執(zhí)行，一方面，全國范圍內(nèi)含硫量的一致降低并非易事，其二，排放法規(guī)執(zhí)法難度很大，其三，排放法規(guī)的實(shí)施勢必引起用戶購置成本的增加，對于獲利本就微薄的商用運(yùn)輸行業(yè)來說自然也是一筆不小的開支。

　　面對這些挑戰(zhàn)，有些問題并非是一時(shí)可以解決的，我們要著眼于環(huán)境保護(hù)這個(gè)主旋律，朝著接近解決問題的方向去努力，一個(gè)一個(gè)的突破，一步一步地改善。

　　燃油品質(zhì)備受詬病，國四柴油機(jī)能否吃"粗糧"？

　　對于燃油品質(zhì)來說，國三油升級國四油主要是硫含量的降低，硫?qū)ζ嚺欧诺挠绊懞艽?，按有關(guān)規(guī)定，國四油含硫量50PPM，國三含硫量350PPM，含硫量是油品質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)，2013年，國務(wù)院明確劃定油品升級路線圖，到2014年年底前汽柴油全部完成"國四"標(biāo)準(zhǔn)的過渡，到2017年年底前完成"國五"標(biāo)準(zhǔn)的過渡。在這樣的背景下，很多省市區(qū)都加快了自己邁向國四標(biāo)準(zhǔn)的步伐。但由于實(shí)施的難度及很多現(xiàn)實(shí)的利益問題一時(shí)難以解決，造成推廣力度不足，我國燃油品質(zhì)的提升仍是舉步維艱，國三油甚至是國二油仍是"大行其道"。

達(dá)到歐洲六號標(biāo)準(zhǔn)的ISB6.7柴油發(fā)動機(jī)

　　然而，目前國內(nèi)所有柴油機(jī)廠商早已具倍了國四技術(shù)凈化能力，國四乃至歐五排放技術(shù)已經(jīng)在歐洲、美國、日本有著多年的使用經(jīng)驗(yàn)，國四排放法規(guī)的嚴(yán)格實(shí)施可謂是萬事俱備，只欠"油品"。我們不僅要問，如果用國四的發(fā)動機(jī)而國三的油，是否可行？

　　彭立新博士表示："我們非常希望國四發(fā)動機(jī)用國四的油，然而，按當(dāng)前情況，環(huán)保部要在2013年7月1日實(shí)施國四標(biāo)準(zhǔn)，而油品質(zhì)量只能在2014年12月31日前完成國四全面過渡。我們不得不面臨兩種選擇，一、等到2015用國四機(jī)燒國四油，真正達(dá)到國四水平，二、用國四機(jī)燒國三油，盡量接近國四水平，如果非要做一個(gè)選擇的話，我建議選擇后者。"

　　彭立新博士用詳盡的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來詮釋他的上述觀點(diǎn)，國三機(jī)用國三油達(dá)到國三排放標(biāo)準(zhǔn)，國四機(jī)用國四油達(dá)到國四排放標(biāo)準(zhǔn)。從標(biāo)準(zhǔn)上來講，從國三到國四，氮氧化物值從5.0降到3.5，降低了30%；顆粒物從0.1降低為0.02，下降80%。但當(dāng)油品無法完全滿足要求時(shí)，國四機(jī)用國三的油，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，氮氧排放達(dá)國四水平，降為3.5，顆粒物值為0.04，雖然未完全達(dá)到國四0.04的標(biāo)準(zhǔn)，但與國三相比下降到了60%。

　　當(dāng)然這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一個(gè)前提條件，就是要采用共軌燃油系統(tǒng)以及適合的后處理技術(shù)。因?yàn)镾CR與EGR兩種技術(shù)都能達(dá)到國四排放標(biāo)準(zhǔn)，但EGR對油品質(zhì)量非常敏感；而SCR技術(shù)則可以得到上述數(shù)據(jù)。需要指出的是，通常SCR系統(tǒng)可以容忍350PPM硫含量并進(jìn)行自我凈化平衡，不會損壞排放處理系統(tǒng)，而對于350PPM以上甚至達(dá)到2000PPM含硫油品時(shí)，過高地硫含量可能對發(fā)動機(jī)的后處理系統(tǒng)造成不同程度的損害。

　　國四車使用國三油，相當(dāng)于汽車"吃上了粗糧"，對車輛本身會不會產(chǎn)生大的影響。硫含量的高低對機(jī)動車的影響，主要體現(xiàn)在排放效果上，對于機(jī)動車的安全性、動力性能等并無影響。在燃油品質(zhì)普遍不能達(dá)到國四標(biāo)準(zhǔn)的情況下，配有國四發(fā)動機(jī)的汽車使用國三品質(zhì)的油，仍可以達(dá)到減少污染物排放的效果，也可以作為油品質(zhì)量全面提升前的權(quán)宜之計(jì)。

　　天然氣發(fā)動機(jī)也是減排治霾的好辦法

　　天然氣公交、天然氣客車、天然氣卡車成為近年來的熱門話題，越來越多的用戶轉(zhuǎn)向這種節(jié)能減排成本低的燃料形式。彭立新博士非常支持天然氣減排方式："天然氣減排有著先天的優(yōu)勢，尤其對于降低顆粒物排放有著卓越的效果，柴油與天然氣相比，從分子結(jié)構(gòu)碳?xì)浔壤齺碓挘裼偷奶細(xì)浔茸罡?6：23；天然氣1：4，碳?xì)浔壤礁?，越不容易充分燃燒，容易產(chǎn)生不完全燃燒碳顆粒，使用天然氣的顆粒排放則可以忽略不計(jì)。"

康明斯歐洲六號排放后處理系統(tǒng)

　　當(dāng)然天然氣有很多問題，壓縮天然氣（CNG）儲能有限，只適合城市交通，液化天然氣（LNG）儲能豐富，但需要在零下160度下保持液態(tài)，氣化過程會有一些甲烷到空氣中，這些都是天然氣發(fā)動力的一些技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　康明斯是最早倡導(dǎo)將壓縮天然氣（CNG）發(fā)動機(jī)用于城市公交客車，康明斯在天然氣發(fā)動機(jī)方面，有著自己成熟的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢。早在2008年，北京公交總公司向康明斯一次性的購買了一千臺天然氣環(huán)保發(fā)動機(jī)，組建了當(dāng)時(shí)全球最大天然氣車隊(duì)，這也成為全球天然氣發(fā)動機(jī)推廣的一個(gè)典范。中國商用卡客車技術(shù)在天然氣使用上一發(fā)不可收拾，不斷技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)前天然氣發(fā)動機(jī)已經(jīng)涵蓋壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG）等多種選擇，應(yīng)用范圍也從城市公交客車發(fā)展到中短途客運(yùn)車輛，中長途貨運(yùn)車輛等領(lǐng)域，為節(jié)能減排作出了巨大貢獻(xiàn)。

　　近年來，由于成本原因，把美國的天然氣發(fā)動機(jī)直接進(jìn)口到中國來，價(jià)格不被市場接受，康明斯正在開發(fā)適合中國市場的發(fā)動機(jī)。據(jù)了解，2014年內(nèi)，康明斯將有滿足市場要求，滿足價(jià)格要求，繼續(xù)保證可靠性聲望的產(chǎn)品投放市場。目前，20多輛康明斯天然氣樣車已經(jīng)在路試，2014年有望全面投放市場。

　　排放持續(xù)升級，是節(jié)能減霾必經(jīng)之路

　　排放升級，在技術(shù)上已經(jīng)毫無懸念。彭立新博士談到："康明斯非常了解柴油機(jī)排放進(jìn)步的前沿與方向，中國排放標(biāo)準(zhǔn)也是參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)制訂和推進(jìn)的，康明斯也是對標(biāo)著歐盟、美國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用開發(fā)。更為重要的是，康明斯在研究生產(chǎn)發(fā)動機(jī)同時(shí)，還研發(fā)生產(chǎn)柴油發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件包括后處理系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、增壓器、濾清器等系統(tǒng)，康明斯電子技術(shù)（CE）系統(tǒng)等，能把關(guān)鍵零部件集成起來，達(dá)到最優(yōu)匹配，這是康明斯的關(guān)鍵技術(shù)能力，這些關(guān)鍵零部件正在與國內(nèi)發(fā)動機(jī)同行分享。排放控制有技術(shù)，但技術(shù)分享是開放的。到2019年，康明斯就有100年柴油機(jī)制歷史，近100年來，康明斯摸索出了豐富的經(jīng)驗(yàn)，積累了豐富的數(shù)據(jù)，在排放控制、油耗管理及成本控制等方面達(dá)到了最佳的平衡。

　　技術(shù)已經(jīng)無難點(diǎn)、油品全面提長，最終能否順利地排放升級，達(dá)到節(jié)能減霾的目的，最終還是要在制造源頭落實(shí)，在用戶層面推廣，避免假國四鬧劇。