環(huán)境保護部規(guī)定,自2013年7月1日起,所有生產(chǎn)、進口、銷售和注冊登記的重型車用壓燃式發(fā)動機(主要指柴油機),必須符合“國IV”排放標準的要求。國IV排放標準實施是柴油車污染防治的里程碑,對大氣污染防治十分重要。
根據(jù)環(huán)境保護部去年底發(fā)布的《2012年機動車污染防治年報》,占機動車總量17.4%的柴油車,氮氧化物排放量為388.7萬噸,顆粒物(PM)排放量為59萬噸,分別占汽車排放總量的67.4%、99%。柴油車尤其是重型柴油車的危害已經(jīng)顯而易見,但其污染防治以往沒有得到應(yīng)有的重視。本報記者對此進行了調(diào)查采訪。
重型柴油車是絕對的“黑老大”
氮氧化物排放占汽車排放總量逾60%,顆粒物排放占比接近90%
在大城市,由于重型柴油貨車白天被禁止進入中心城區(qū),人們對其污染的關(guān)注度并不高。然而,根據(jù)環(huán)境保護部去年底發(fā)布的《2012年機動車污染防治年報》,占機動車總量17.4%的柴油車,氮氧化物排放量為388.7萬噸,顆粒物(PM)排放量為59萬噸,其排放量分別占汽車排放總量的67.4%和99%。根據(jù)中國環(huán)境質(zhì)量公報,2011年全國氮氧化物排放總量為2404萬噸,也就是說,僅氮氧化物一項,柴油車就大約占了16%。
長期從事機動車污染控制研究的中國環(huán)境科學研究院副研究員胡京南認為,由于缺乏相關(guān)研究數(shù)據(jù),年報沒有把汽油車排放的顆粒物完全納入統(tǒng)計,因此,柴油車的排放量占比有所放大。但即使如此,柴油車氮氧化物排放占比超60%、顆粒物排放接近90%卻是不爭的事實。
氮氧化物本身具有毒性,也是酸雨的主要來源之一,而且汽車排放的氮氧化物很容易成為PM2.5和臭氧的前體物,經(jīng)過復雜的化學變化,其對人體的危害非常大。中國科學院生態(tài)研究中心研究員賀泓對今年1月霧霾的研究發(fā)現(xiàn),氮氧化物與顆粒物濃度呈現(xiàn)正相關(guān),在成霾過程中起到了關(guān)鍵作用。
“我開車時如果停在一輛重型柴油車后面,都會習慣地將車外空氣循環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉。人們可能以為冒黑煙的柴油車排放的是大顆粒物,但事實恰恰相反,無論冒不冒黑煙,柴油車排放的顆粒物都非常小?!焙┠险f,黑煙的主要成分是碳黑,其粒徑大約在100—300納米,也就是PM1以下;柴油機排放的顆粒多在50納米以下。如此之小的顆粒物可以直接進入人體的血液循環(huán)系統(tǒng),而且由于車輛排放與人居環(huán)境很近,造成的健康危害更大。
環(huán)境保護部機動車排污監(jiān)控中心主任湯大鋼告訴記者,美國加州空氣資源委員會的研究結(jié)論顯示,加州空氣中,有致癌潛在風險有毒有害物質(zhì)有70%來自重型柴油車。
柴油車尤其是重型柴油車的危害已經(jīng)顯而易見,但其污染防治卻沒有得到應(yīng)有的重視。不久前,參加城市大氣環(huán)境與健康學術(shù)沙龍的中國工程院院士、北京大學教授唐孝炎直言,柴油車污染控制做得不夠。中國工程院院士、清華大學教授郝吉明也認為,未來機動車氮氧化物排放總量控制的關(guān)鍵目標應(yīng)是“以重型柴油車為控制重點,同時兼顧輕型汽油車”。
污染控制技術(shù)路徑將改變
新標實施后,柴油車氮氧化物減排30%,顆粒物削減80%
按照國IV標準,氮氧化物排放將從國III的5.0克/千瓦時降至3.5克/千瓦時,顆粒物排放限值從0.10克/千瓦時降至0.02克/千瓦時,也就是氮氧化物減排30%,顆粒物減排80%,其環(huán)境效益非常明顯。胡京南告訴記者,以此折算,如果能夠全面實施國IV新標準,僅氮氧化物的削減量將可達約18萬噸/年。
與我們傳統(tǒng)印象中柴油車污染嚴重相反,歐洲在用車中超50%是柴油發(fā)動機車,可見柴油車有其自身的優(yōu)勢。業(yè)內(nèi)人士介紹,柴油發(fā)動機由于壓縮比高,具有比汽油機更高的燃油效率,因其良好的燃油經(jīng)濟性、動力性和耐久性而被廣泛應(yīng)用于營運車輛上。同時,柴油車的碳氫化合物、一氧化碳、二氧化碳排放量比汽油車低,并能夠作為生物柴油等新能源的最佳使用平臺,因此應(yīng)用前景非常好。目前,我國重型柴油車在物流及客運中所占比例逐年上升,嚴格控制其氮氧化物與顆粒物排放迫在眉睫。
在科研人員眼里,國IV標準的實施是柴油車污染防治的里程碑,不僅因其污染物排放的大幅下降,更是污染控制技術(shù)的飛躍。“從國II到國III,是從機械控制到電子控制,而從國III到國IV,不僅要有電控系統(tǒng),還要裝備后處理技術(shù)系統(tǒng)?!焙┠辖榻B,這一后處理系統(tǒng),通常被稱為SCR技術(shù),也就是目前電廠脫硝應(yīng)用最多的選擇性催化還原技術(shù),它的應(yīng)用,讓柴油發(fā)動機減排有了質(zhì)的飛躍。同時,排放標準升級到國IV后,重型柴油車可減少約5%的油耗,動力提高約10%。
“從國II到國III,顆粒物的削減能達到50%左右,到了國IV階段,顆粒物可以降到國II車的10%?!焙┠险f,有了國IV做基礎(chǔ),再升級到國V并不困難。因為國V同樣采用國IV的技術(shù)路線,只是對氮氧化物排放有了更嚴格的要求。要做到這一點,只需進一步提升后處理裝置效率,讓污染物排放控制水平更好。
因為照顧在用車現(xiàn)狀,黃標車的界限劃在國II,盡管如此,柴油黃標車的數(shù)量依然巨大,淘汰黃標車將是一個漫長而艱苦的過程。
輕型柴油車國IV排放標準又推遲
標準制定、生產(chǎn)制造以及油品匹配等各個環(huán)節(jié)必須協(xié)同作戰(zhàn)
雖然重型柴油車國IV標準7月1日實施,但國IV標準只執(zhí)行了一半——由于缺乏與排放標準相匹配的燃油,輕型柴油車的國IV排放標準實施時間又一次被推遲。在大氣環(huán)境質(zhì)量被公眾嚴重關(guān)切的今天,如何更好地推進柴油車排放標準不斷向前,絕對不容懈怠。
胡京南告訴記者,汽油車的國家標準不斷加嚴,與歐美的排放控制水平已經(jīng)越來越接近。而柴油車盡管實施國IV標準,也僅相當于歐美2005年左右的水平,差距巨大。
回憶起柴油車排放標準升級的歷程,胡京南非常感慨。國IV標準2005年出臺,為當時計劃2010年實施留出了時間。但面臨2010年實施期限時,不僅車用燃油質(zhì)量跟不上,國內(nèi)柴油機生產(chǎn)商技術(shù)儲備水平也不夠,要實施國IV標準,每臺車的成本要增加4萬—5萬元,這顯然是廠商和消費者都難以接受的。但是,由于標準實施期限帶來的壓力,同時,廠商看到技術(shù)升級產(chǎn)生的節(jié)油效益,技術(shù)轉(zhuǎn)化加快,相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)能力迅速成熟。到2012年,要達到國IV標準,每臺車的成本增加值降到了1萬元左右。
可是,技術(shù)、市場都準備好的時候,標準又兩次被推遲實施,歸根結(jié)底是油品質(zhì)量卡了殼。由于輕型柴油車的后處理裝置對油品硫含量比較敏感,市場上目前供應(yīng)的350PPM含硫量的車用三階段柴油不能滿足其需要。
湯大鋼說,加嚴柴油車排放標準,7、8年來一直有著不斷的爭論,焦點就是“車先到還是油先到”的問題。他認為,如果一味等到有了合適的油再推標準,只能導致排放水平提升的速度大幅減緩。因此,環(huán)保部門必須先行制定科學的排放標準,給車輛制造商以準備時間?!暗?015年,市場上普遍使用50PPM含硫量的車用柴油時,如果我們的重型柴油車的排放標準還停留在國IV階段,就錯失了最快速度減排的機會?!?/p>
胡京南表示,不斷加嚴排放標準是大勢所趨,過去,國III到國IV階段計劃用3年,實際用了6年,重型柴油車減排錯失整整3年寶貴時間。在目前的情況下,2015年達到國V的排放標準并非不可能。如果社會對大氣污染物控制需求急迫,國Ⅵ排放標準就應(yīng)該在2018年前后實施。
一種被稱為顆粒物捕集器(DPF)的裝置,在采訪中被專家多次提起。湯大鋼說,按照國V對輕型柴油車的排放要求,要達標,就必須上DPF,而重型柴油車要達國Ⅵ標準,也必須采用這種裝置。湯大鋼告訴記者,瑞士城市蘇黎世的空氣中,細顆粒物濃度大約為103個/立方厘米,而一輛加裝了DPF的柴油車,在怠速時的排放水平將低于這個數(shù)值?!安捎贸墒斓腄PF技術(shù),柴油車的顆粒物排放將接近于環(huán)境背景水平,從而真正意義上實現(xiàn)環(huán)保的要求?!焙┠险f。
柴油車排放,涉及標準制定、生產(chǎn)制造、市場監(jiān)管以及油品匹配,哪個環(huán)節(jié)不配合,排放水平都不可能降下來?!氨仨殲榭諝赓|(zhì)量的提升協(xié)同作戰(zhàn),每個環(huán)節(jié)都有責任?!睖箐撜f,如今,空氣污染已經(jīng)成為社會性問題,突破這一難關(guān),不能僅考慮經(jīng)濟成本。胡京南也強調(diào),實施更加嚴格的柴油車排放標準,費用上似乎多投入了,但從整個社會成本看,絕對值得。