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国六标准切换关键期 排放标准及技术走向如何

2020-09-10

2020年是打赢蓝天保卫战三年行动计划的收官之年,在低排放车辆加速淘汰的同时,国六排放标准也正同步实施,在国六排放标准切换的关键时期,排放标准及监管手段会发生哪些变化?排放控制技术升级的趋势如何?

    在以““产业消费双升级,重构生态新格局”为年度主题的2020泰达汽车论坛6日的线上会议中,生态环境部机动车排污监控中心副主任尹航博士、北京市生态环境局二级巡视员兼机动车排放管理处处长李昆生、广西玉柴机器股份有限公司董事长助理兼战略与规划高级总监钟玉伟,以及壳牌亚太区商用车润滑产品应用专家施生乾,四位领导专家就以上这些问题展开针对性的研讨及成果分享。

    尹航:排放标准现状及未来发展趋势

    1、蓝天保卫战及国六标准的实施情况

    据尹航介绍,目前我国大气环境已经进入PM2.5污染依旧严峻,同时臭氧污染日益凸现的新阶段。而移动源排放的氮氧化物和VOC是臭氧和PM2.5重要的潜体物,目前我国的汽车保有量达到2.7亿辆,在全球居于第二位,仅次于美国,预计很快会超过美国。另外,我国还有规模庞大的农业机械、工程机械、船舶,以及内燃机火车这些量大面广的移动源。

    为了应对这样一个移动源环境减排的需求,从2000年开始我国已经引入了欧盟的排放标准体系,但目前我国氮氧化物排放量仍然远高于欧美,其实有两个主要的原因:一是我国排放标准普遍比欧美国家的实施时间落后4-5年;二是我国重型车的排放标准在4阶段和5阶段并没有取得预期的效果,随着国六标准实施,整个排放量有了大幅度下降。从上百辆重型车国五和国六在实际道路上PEMS测试的结果表明,相比国五,国六车辆氮氧化物排放量下降91%-92%;另外,通过重型车远程监控平台实时在线监控数据分析,整个尾气氮氧化物排放量下降了60%以上。这些数据充分说明,国六车辆相比国五有一个大幅度的减排。

    根据蓝天保卫战的要求,2019年7月1日,全国16个省已经提前实施了国六排放标准,同时我国国六重型燃气车辆排放标准已经在全国全面实施。截止到今年8月21日,已经有322家轻型车企业共生产了2619万辆国六轻型车,有554家整车企业生产了31.3万辆国六重型车辆。

    2、未来的排放控制技术展望

    尹航认为,轻型车的排放控制技术一方面要严格控制VOC排放;另一方面要开展实际道路排放测试,加严RDE反馈的要求;第三,开展非常规污染物研究,逐渐引入非常规污染物的管控要求;第四,考虑刹车和轮胎带来的颗粒物排放;第五,需要进一步提升颗粒物监测技术,将对人体健康影响比较严重的10纳米-23纳米的超细颗粒物纳入到管控目标;第六,加强温室气体管理要求。

    其中,由于汽油车VOC蒸发排放对臭氧的影响非常大,尹航强调,希望企业能够尽早开展零蒸发排放技术方案的研究。一方面通过减少内外饰材料,包括轮胎、橡胶以及车身粘合剂,这种材料VOC的排放,另一方面要通过优化油箱包括燃油系统的材料和结构,提高碳罐的普及和脱附性能,实现燃油系统零蒸发排放控制的目标。

    对于未来重型车排放控制方向,主要目的还是要解决氮氧化物的排放问题,所以零排放或者近零排放是未来必然的发展方向。

    目前加州已经在研究制定超低氮氧化物排放的法规,准备把氮氧化物排放限值从目前0.2克每马力时,下降到0.02克每马力时。2020年6月25日,加州空气资源委员会通过《先进清洁卡车法规》,规定从2024年开始对零排放卡车的销量占比提出了一个要求,就是2024年从7%到9%,到2035年逐渐提升到40%-75%。通过这种配额管理要求,去推动整个零排放中重型卡车在加州的应用。我国是新能源汽车大国,也很有必要借鉴加州这样一些做法,推动商用车电动化示范推广。

     李昆生:关于针对《北京市机动车和非道路移动机械排放污染防治条例》汽车生产企业和销售商条款的解读

    北京市的排放污染防治工作一直走在国内前列,今年5月1日,《北京市机动车和非道路移动机械排放污染防治条例》(以下简称《条例》)正式实施。

    《条例》采取小切口立法方式,即在《北京市大气污染条例》基础上,增设条款,汇编成册。《条例》主要是立足于解决迫切需要解决的问题,特别是在对源头监管方面,对新生产汽车企业强调推广新能源车,加强新车达标监管,加大京津冀新车排放监管的合作力度,加大处罚力度。

    在大力发展新能源车方面,国家在三年行动方案中明确提出:到2020年年底,全国的销量要达到200万辆。北京市的新能源车方案是到今年年底力争达到40万辆,新增的和更新的公交、出租、环卫、邮政、通勤、轻型物流等车辆基本上要采用电动车,机场、铁路货场新增或更换车辆主要采用新能源车。截止到今年上半年,北京市已经累计推动了34.42万辆新能源车。

    《条例》中关于对新车达标监管的要求,内容包括:在本市销售的机动车和非道路移动机械的发动机、污染控制装置、车载排放诊断系统、远程排放管理车载终端等设备和装置应当符合环保标准,否则将面临非常严厉的处罚。

    《条例》还提出,在北京市销售的重型柴油车、重型燃气车和非道路动力机械,应当按照相关环保标准的要求安装远程排放终端,并与市生态环境部门联网,以实时上传到管理终端。具体规定即今年4月份发布的《北京市机动车和非道路移动机械排放远程管理终端安装管理办法》,其中提出国五以上的在用重型柴油车,要在2021年年底之前完成安装,汽车生产企业及其相关的零部件厂商应该予以配合。

    事实上,这次《条例》是北京市、天津市、河北省三地同时制定、同时审批、同时出台、同时执行的区域监管条例,因为车辆是流动的,所以加强区域协同监管非常重要。目前京津冀三地已经组成了联合调查组,对超标车辆进行执法检查。

    钟玉伟:国六发动机排放高适应性技术的开发

    钟玉伟指出,国六发动机排放开发所面临的挑战,主要来源于两个方面,首先是排放标准的要求,另外一个是用户使用复杂条件的要求

    《GB 17691-2018 重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》对耐久性提出了很高的要求,如对于总质量超过18吨的N3类车型,要求在70万公里或者十年的有效寿命期内排放都要达标,这就要求开展排放的高适应性的控制。该标准还要求与排放控制相关的零部件都应纳入排放质保零部件清单,并提供不低于最低排放质保期的排放质保期服务。

    特别是到了国六B阶段,也就是2023年7月1日起开始实施的阶段,在整车上要强制安装远程监控车载终端,对在用车实时的排放数据要做监控以及上传,这要求发动机的排放一致性跟耐久性要非常好 ,对各个关键零部件的适应性的要求大幅度提高。

    另一方面,要针对不同的区域、不同用途的车辆做整个匹配开发,这也增加了国六发动机开发的难度。

    钟玉伟还表示,国六排放标准对产品开发的影响是多方面的,包括整个的标定要从原来的发动机单个去考虑,转变到基于整个动力总成还有整车这样标定开发的理念;同时,排放高适应性的需求,对国六后处理技术路线的选择,如带不带EGR等都提出考验;第三个影响是整个开发指标的设定,从耐久性以及后处理效率提升的角度来考虑开发目标的设定;另外,为了保证耐久性以及后处理的效率,需要对关键性零部件提出关键参数的要求。

    施生乾:商用车润滑节能技术发展

    润滑油的应用也可有效帮助发动机降低油耗,实现节能减排。施生乾介绍了商用车发动机润滑技术的开发路径,以及电动汽车润滑油脂产品的开发和应用布局。

    施生乾表示,从润滑油角度来讲,为了支持运输业的能源结构可持续发展,我们实际上从两个方面发力:一方面在内燃机特别是商用车领域,柴油内燃机、柴油发动机在未来20年内主力地位是不会被明显改变的,我们需要进一步支持OEM去优化商用车、柴油发动机的能效提升,支持热效率的提升。另外一个方面,在电动化浪潮中,壳牌也全力支持相应的产品开发,去支持更快速的能源结构,新的替代燃料,电动车辆技术的发展。

    其中对于电动车,首先关注他的电池,限制电池的一个非常重要的因素,就是它的热管理。壳牌在浸没式热管理流体这个领域,与国内外的主要技术领导者电池厂商都进行深入的工作,可以帮助电池技术得到进一步的提升。

    另外,电动车有很多部件同样需要得到润滑,尤其润滑脂这一块,而且对电动车来讲,现在看到整体的需求基本上都是全寿命,而且由于电动车相应的部件转数更高,工作温度更苛刻,对油脂这一块要求更高。壳牌在这一块也有产品已经投放到市场广泛使用。

    除了纯电电动车应用之外,在一些中间过度产品上,如混动车辆这一块,结合混动车辆发动机还有变速器工作一些特点,壳牌在这些技术领域上也有非常广泛的研究和投入,有相应的产品投放市场。

(来源:中国汽车工业信息网)