| 1 新排放標準與現(xiàn)行標準的差異(核心內(nèi)容)
2001年4月10日,國家環(huán)境保護總局和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了國家標準GBl8352.1—2001《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(I)》、GBl8352.2—2001((輕型汽車污染物排放限值及測量方法(Ⅱ)》,這兩個標準的技術內(nèi)容分別等效于歐I、歐Ⅱ排放技術法規(guī)。隨著北京申奧成功,北京市必然會加大大氣污染治理力度,按規(guī)劃北京將于2005年中期開始實施等效于歐III的更嚴格汽車排放新標準。
2001年底我們受國家環(huán)保總局的委托,組織制訂等效于歐Ⅲ、IV的國家標準GBl8352.3—200X《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(Ⅲ、IV)》,2003年底我們完成了意見征求工作,預計2004年能發(fā)布,從2008年左右開始在全國實施該汽車排放新標準。
總的來說,該排放新標準與現(xiàn)行輕型汽車排放標準的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾點:
1)加嚴了汽車排放限值。僅從數(shù)值上看,汽車常溫下的排氣排放物限值只加嚴了30%,如果進一步地考慮到測試方法的改變,汽車實際排放量至少削減50%才能滿足排放標準要求。
2)加嚴了排放測試方法。常溫排氣排放試驗(I型試驗)的測試方法中刪除了冷啟動后的40s怠速時間,要求汽車排放控制系統(tǒng)更快地轉化有害氣體;汽油車的蒸發(fā)排放試驗(1V型試驗)的晝間呼吸試驗時間從原來的1 h變?yōu)?4 h,更真實地模擬汽車經(jīng)過一晝夜的溫度變化而產(chǎn)生的油氣蒸發(fā)。
3)新增了一些關鍵的試驗項目。這些新增項目才是新排放標準的核心和區(qū)別于目前排放標準的關鍵所在。
新增的低溫(一7℃)下排氣排放試驗(VI型試驗),從另一個方面也要求汽車排放控制系統(tǒng)更快地轉化有害氣體。新增的車載診斷(OBD)系統(tǒng)功能測試,要求設計者對每個與排放有關的零部件在車輛設計、制造時要保證他們可靠、有效地工作,確保每輛在用車排放達標。
新增的在用車生產(chǎn)一致性檢驗和路邊檢查試驗,更是要求汽車制造廠、煉油廠、加油站和汽車維修廠的監(jiān)管部門等都采取措施,確保在用車排放達標,真正改善汽車排放和對大氣環(huán)境的污染。
2 新排放標準帶來的挑戰(zhàn)總述
從上述內(nèi)容看,新排放標準將對有關各方面帶來全面的挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1)先對汽車廠提出了新要求。不僅要求汽車及其零部件廠全面技術升級、設計新產(chǎn)品,而且要提高制造技術、確保產(chǎn)品生產(chǎn)一致性和可靠性,還要控制制造成本。另外,汽車廠有責任建立用戶網(wǎng)絡、采取措施保證用戶正常地維護/保養(yǎng)車輛,最為嚴峻的挑戰(zhàn)是在用車排放不一致的召回行動。
2)對石化行業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。國外實踐表明汽車排放標準的加嚴必然帶來更嚴格的油品質(zhì)量要求,這就要求石化行業(yè)加大技改投入,更新設備和改進工藝,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)燃油。另外,應加強對銷售網(wǎng)絡的控制和日常管理,保證優(yōu)質(zhì)燃油銷售給車主。
3)對政府的政策水平和日常監(jiān)管提出了更高的要求。要保證廣大低排放在用車的正常運行,政府必須制訂得力的政策和采取有效措施,一方面要保證遍布各地的加油站出售燃油的質(zhì)量達標;另一方面要保證車輛定期得到正確的維護和保養(yǎng)。只有兩方面一起抓才能保證在用車排放達標。
4)對廣大車主提出了更高的環(huán)保素質(zhì)要求。車主不僅要自覺地正常使用和正規(guī)維護保養(yǎng)車輛,而 且要選用正規(guī)加油站的清潔燃料,一旦監(jiān)控排放的 車載診斷(OBD)系統(tǒng)出現(xiàn)故障應及時修理和更換失效的零部件。
5)對檢測機構的檢測能力提出了新要求。由于新增試驗項目,檢測機構要投資新建試驗室,主要是新建低溫排放試驗室和蒸發(fā)排放試驗室。
3 新排放標準對國內(nèi)汽車及其零部件廠的要求
由于新排放標準增加了對汽車排放的考核項目、加嚴了排放限值,對國內(nèi)汽車廠及其關鍵零部件企業(yè)提出了更嚴格的要求。
首先,汽車及零部件企業(yè)應開發(fā)各種低排放技術。這些技術包括汽車冷起動后排放控制技術(發(fā)動機標定技術,空燃比控制更嚴格;先進催化劑技術;優(yōu)化催化器位置等)、蒸發(fā)排放控制技術(車輛背景蒸發(fā)排放控制、炭罐與油箱等的匹配設計技術)、車載診斷(OBD)系統(tǒng)設計與匹配技術,另外企業(yè)還應采取措施確保上述排放控制裝置在8萬公里的正常使用期間始終有效地工作。這些關鍵技術目前國內(nèi)輕型汽車生產(chǎn)廠還主要是集中依賴幾個跨國公司,OBD技術的引入更加重了這種依賴性,國內(nèi)這么多車型都要技術升級,僅系統(tǒng)匹配時間對廣大國內(nèi)汽車廠來說都是個很大的工作量。
其次,汽車及零部件企業(yè)還應提高制造工藝水,保證零部件的一致性和可靠性,特別是催化轉化器和氧傳感器以及曲軸位置傳感器等關鍵部件的性能保證,使得大批量生產(chǎn)的汽車上OBD系統(tǒng)能正常監(jiān)測汽車排放和失火等故障。
另外,由于技術升級和增加一些零部件,不可避免地會導致汽車成本增加。據(jù)初步調(diào)查,將目前車型升級來滿足新排放標準,一輛車會增加2000元以上,對于經(jīng)濟型車來說消化這筆錢就比較困難了。所以企業(yè)應通過大批量生產(chǎn)來分攤成本,以免汽車因環(huán)保要求而大幅漲價,導致低排放汽車的銷售受阻。
由于在用車的維護保養(yǎng)對于汽車發(fā)動機及排放控制系統(tǒng)的正常工作十分重要,汽車廠還應在調(diào)查研究基礎上制訂出合理的維護保養(yǎng)手冊、采取措施確保用戶正常保養(yǎng)車輛。如果政府要求汽車廠強制實施這些措施則會加重企業(yè)售后服務成本和影響其銷售范圍,汽車廠都應該及早進行戰(zhàn)略研究來應對可能的政策要求。
最重要的是,新排放標準規(guī)定的在用車排放符合性檢查對企業(yè)的巨大壓力。由于標準中規(guī)定了與此配套的排放召回措施,如果汽車排放超標證明是企業(yè)產(chǎn)品設計或制造缺陷,汽車廠將提出采取補救措施,即召回車輛。標準中提出了有關召回的詳細要求。這將是汽車廠面臨的最根本最嚴峻的挑戰(zhàn)。
4 新排放標準對石化行業(yè)的挑戰(zhàn)
國外的實踐表明加嚴汽車排放標準必然帶來更嚴格的油品質(zhì)量要求,表1列舉了歐洲排放法規(guī)不同實施階段對基準無鉛汽油的主要技術指標的要求。所謂基準燃油就是市售燃油各項技術指標的統(tǒng)計平均值,但規(guī)定了較小的偏差范圍,以保證試驗結果的代表性和重復性。
表1 歐洲汽車排放法規(guī)中的基準無鉛汽油主要技術指標
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歐I(1992年實施) |
歐Ⅱ(996年實施) |
歐Ⅲ(2000年實施) |
歐Ⅳ(2005年實施) |
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硫含量,%不大于 |
0.04 |
0.04 |
0.010 |
0.005 |
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苯含量,%不大于 |
5 |
5 |
1 |
1 |
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芳烴含量,%不大于 |
45%(包括苯) |
無規(guī)定 |
40 |
35 |
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烯烴含量,%不大于 |
20 |
20 |
10 |
10 |
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氧含量,%不大于 |
無規(guī)定 |
禁止添加含氧物 |
2.3 |
2.3 |
從表1可以看出,在歐洲隨著汽車排放標準的加嚴,汽油中硫、芳烴、烯烴等有害物質(zhì)含量在不斷降低。盡管國內(nèi)石化企業(yè)在研究汽車排放對烯烴的最大允許含量限值,但不斷降低烯烴含量的趨勢是肯定的。降低這些有害物含量要求石化行業(yè)投入巨資,更新設備和改進工藝,生產(chǎn)出低硫低烯烴優(yōu)質(zhì)燃油。
所以,無論是籌集巨資還是在有限期限內(nèi)完成所有煉油廠的技術改造,對石化行業(yè)都是個挑戰(zhàn)。
另一方面,石化集團應加強銷售渠道和銷售終端控制和日常管理,這對從計劃體制逐步轉向市場競爭的國內(nèi)石化集團來說,既是挑戰(zhàn)又是機遇?刂其N售渠道和加油站、樹立品牌加油站的戰(zhàn)略措施,既可以規(guī)范市場、又增加與國外石化巨頭將來競爭籌碼。但是,數(shù)量龐大的加油站需要石化集團投入巨資來整合,這些加油站的日常管理對石化集團的控制能力又將是一個巨大的考驗。
5 新排放標準對政府政策和監(jiān)管水平的挑戰(zhàn)
為了滿足新排放標準的要求,即使汽車廠和煉油廠投人大量人力物力制造出來了合格產(chǎn)品,如果遍布各地的加油站油品質(zhì)量不合格,在用車得不到有效的維護保養(yǎng),這些低排放汽車甚至會變成高排放車,因此對政府的政策和監(jiān)管水平就提出了巨大考驗。
首先是要確保加油站油品全部合格,這是實施新排放標準的成敗關鍵。政府有關部門應下決心變革目前的燃油流通、銷售體制和價格體制,理順各種利益關系。應采取措施保證燃油像其他商品一樣,從生產(chǎn)、流通到加油站銷售各個環(huán)節(jié)是受控的和責任可追究的,同時應加強油品市場質(zhì)量監(jiān)管力度和處罰力度,政府各有關部門必須采取綜合措施,確保車主無論何處購買的都是質(zhì)量完全合格的汽油或柴油。另外,應在國家指導價的基礎上,應允許油價更大幅度地浮動,應優(yōu)質(zhì)優(yōu)價,不同質(zhì)量的油品如低硫油與普通油、車用柴油與普通輕柴油可以有價格差異,鼓勵煉油廠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)油品供應市場。
其次,政府有關部門對車輛排放的管理重點要從新生產(chǎn)車轉向在用車。應制訂政策、采取強制措施要求汽車廠建立得力的檢查/維修網(wǎng)絡和用戶及其車輛維護檔案;應強制要求用戶及時有效地維護保養(yǎng)車輛,有效地實施I/M制度;應加強在用車排放抽查和超標原因分析,實施排放召回制度。通過這些政策措施的強制實施,確保絕大部分在用車排放長久穩(wěn)定達標,才可能真正治理在用車排放污染、改善大氣質(zhì)量。
目前我國與國外有一個截然不同的現(xiàn)象應特別引起關注,而這個棘手問題一直沒有得到重視和有效處理,那就是出租車、汽油/LPG公交車等高使用率的車輛排放較嚴重污染問題。據(jù)了解,北京、上海、天津等大城市的出租車大多人歇車不停,年行駛里程十幾萬公里,而國外大量的乘用車為私家車,年行駛里程在2萬公里以內(nèi),出租車一般也較少在馬路上行駛找客人,且出租車多為質(zhì)量和檔次都較高的車輛。大家都知道,像催化器、氧傳感器等與排放控制有關的關鍵零部件在正常使用了8萬公里后,其性能正常地會不同程度地劣化,此時汽車排放可能已經(jīng)遠遠超出了排放限值,所以這些高利用率車輛通常都是高排放車輛。但通過雙怠速甚至簡易工況法都無法及時識別,更別說許多地方普遍存在排放年檢走過場現(xiàn)象。所以政府管理部門應該尋找有效的方法、集中力量、及時查處排放超標車輛,特別是應加強城市出租車和公交車、企業(yè)公務車等潛在的高排放車輛的檢查,確保這些高頻率使用的車輛排放達標。一旦排放超標,應明確要求更換這些超期使用而正常失效的部件。
6 新排放標準對檢測機構的挑戰(zhàn)
總的來說,為了全面滿足新排放標準的要求,檢測機構應新建一個能進行VI型試驗(一7℃下排放試驗)的低溫排放實驗室;需要新購IV型試驗用密閉室系統(tǒng)(VT—SHED),這些設備和基建投入在3000萬元左右。
另外,考慮到汽車排放量的降低,常規(guī)的I型排放試驗室應進行特別改造,包括更新或改造現(xiàn)有常規(guī)排氣排放試驗室的分析設備和定容取樣器。以第二、第三階段的第一類車為例,以汽油車或柴油車中較嚴的排放限值的70%作為目標值(廠家開發(fā)產(chǎn)品需要保持足夠的富裕量,以保證產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時都滿足限值),假定稀釋比為10(CO2濃度約為1.33%時)時污染物的濃度(取樣袋濃度)的估計值(假定背景濃度為零)如表2所示。
表2 取樣袋濃度估計值(嘉定背景濃度為零)比較
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污染物 |
排放量參考值 |
袋濃度估計值 |
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第二階段 |
第三階段 |
第二階段 |
第三階段 |
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CO |
0.70 g/km |
0.45 g/km |
62 ppm |
41 ppm |
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HC |
0.18 g/km |
0.14 g/km |
32 ppm |
25 ppm |
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NOX |
0.18 g/km |
0.10g/km |
9 ppm |
5ppm |
因此,首先分析儀應具有更高的分析精度、更低的量程。一般CO分析儀最低量程應在100ppm以下,HC分析儀最低量程應在30ppm以下,而CO2分析儀最低量程應在10ppm以下。如果原來就具有足夠低的量程,分析系統(tǒng)也可以不更換。
其次,CVS應具有較大的流量調(diào)節(jié)能力?梢酝ㄟ^一個或多個小文杜里管組合成一個合適的流量,使得既不至于稀釋不足導致水蒸氣出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象,又不至于稀釋過大導致取樣袋中污染物濃度太低、分析不準確。AVL專家根據(jù)經(jīng)驗推薦,選擇合適的文杜里管(稀釋流量),使得取樣袋中CO2濃度小于下列數(shù)值:汽油車——CO2<3%;LPG一—CO2<2.2%;NG——CO2<1.5%,乙醇——CO2<1.5%。
第三,試驗用標準氣體的準確度成為需重點考慮的問題之一。由于分析儀的量程較低,低濃度的標準氣體成為影響最終試驗結果的關鍵因素。
另外,背景空氣中污染物濃度是需要重點考慮的問題之一。按照AVL專家的說法,由于稀釋排氣中的背景污染物濃度已經(jīng)從試驗結果中去除了,所以只要背景濃度足夠低且穩(wěn)定,如2~3ppm,則可以不予特別處理。但是,如果試驗室背景氣污染物濃度接近樣氣濃度,這時應采取措施了,主要是增強室內(nèi)通風系統(tǒng),定期換氣;實驗室周圍空氣清新措施,等等。
上述對檢測機構的要求,除了一次性投資建設新檢測能力外,保證正常試驗條件的要求對于檢測機構的管理能力也提出了挑戰(zhàn)。
7 新排放標準對車主環(huán)保意識的挑戰(zhàn)
車輛排放控制系統(tǒng)的正常運行要求車主自覺地定期到正規(guī)修理廠維護保養(yǎng)車輛、到正規(guī)加油站選用清潔燃料,不能貪圖便宜而損壞排放控制系統(tǒng)、不亂改動車輛而導致排放異常。另外,一旦監(jiān)控排放的車載診斷(OBD)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后應及時修理、更換失效的部件,而不是對付車輛自身的檢查,更不能切斷甚至拆卸車輛自診斷系統(tǒng)。
新排放控制技術對車輛使用條件要求更高、它們更需要維護,所以新排放標準的順利實施要求廣大車主具有更高的環(huán)保素質(zhì),不能為了自己省錢而犧牲車輛環(huán)保性能、加重大氣污染。
地球只有一個!我們的大城市環(huán)境容量是有限的!要想中國汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、更多的汽車進入千家萬戶,汽車和油品生產(chǎn)企業(yè)、加油站和維修廠、政府有關部門、廣大車主應攜手共同應對不斷加嚴的新排放標準的挑戰(zhàn),讓行駛在大街小巷的汽車污染物排放越來越少,直至零排放!
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