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实施更加符合中国国情的机动车排放标准

作者:jnscsh   时间:2021-07-08 09:00:41   浏览次数:

近日,围绕第六阶段机动车排放标准的建立,汽车业界争议声四起,在2014年8月北京一个酷热的下午,处于舆论焦点的北京市环保局机动车处处长李昆生接受了《汽车纵横》杂志的独家专访,详细阐述了北京市建立第六阶段机动车排放标准的原由和构想。

《汽车纵横》:据悉,北京正在制定的第六阶段机动车排放标准将要借鉴美国排放标准,但此前我国的机动车排放标准体系一直参考欧洲标准建立,为什么要进行更改?

李昆生:从北京市1999年和国家从2000年实施国Ⅰ(欧Ⅰ)标准开始,我们已经走过了15个年头,在过去的15年里,在新车的排放控制标准方面我们基本上一直选择参考欧洲标准,最根本的原因是,中国在最初实施排放法规的时候,还不具备独立制定法规的技术支持能力。经过15年的实践,欧洲标准对遏制北京市的机动车排放污染在事实上也确实发挥了重要作用。但是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态和道路条件情况,标准本身也存在缺陷。

《汽车纵横》:欧洲标准具体存在有哪些缺陷?

李昆生:这要从轻型车和重型车两方面分别加以分析,对于3.5吨以下的轻型车,欧洲标准不适合的地方主要有:第一,目前采用的第五阶段排放标准中,汽油车的标准是氮氧化物每公里60毫克,到欧6标准这一指标仍然是60毫克,也就是说,欧6汽油车排放限值与欧5要求基本相同,不能满足北京市不断加严排放限值的需求,所以在第六阶段我们想参照美国加州的标准;

第二,欧洲标准的基础工况即俗称“15工况”,由市区低速工况和城郊高速工况组成,按照行驶里程计算权重的市区工况约占37%,市郊工况约占63%,平均车速是33.6千米/小时;而北京市的市区工况约占70%,市郊工况约占30%,平均车速只有26千米/小时左右,因此北京市车辆实际运行工况与欧洲工况差异较大。而且经过我们的实车测试表明,满足国四排放标准的车辆,在北京实际行驶中的排放也远高于法规中规定的排放限值;

第三,欧洲主要国家的纬度高于北京市的纬度,更是大大高于中国大部分地区的纬度,而纬度越低车辆的油气蒸发排放相对越高,以北京市为例,每年静置时或行驶中没有被控制的VOC排放就有2万多吨(平均每车每年约40千克,在中国南方城市会更多),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,因此引入美国对这部分VOC控制的方法ORVR标准,势在必行。据我们了解,现在纬度较低的欧洲也在考虑引入美国的ORVR标准和控制技术;

第四,由于欧洲标准从欧1起就对轻型柴油车网开一面,直到欧5时NOx的排放限值始终是同标准汽油车的三倍多,这其中最关键的原因是欧洲的燃油价格高,因此,欧洲将燃油经济性置于最重要的位置,以便允许更加省油的柴油车在市场上存在。相反,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和SCR才能达标,这种标准至少相当于欧6的要求,这使得轻型柴油车在美国的价格远高于汽油车,也使得轻型柴油车在美国的市场份额极小。在欧4之前,柴油机的PM排放远高于汽油机,由于直喷汽油机的出现,在欧5时汽油车柴油车的PM限值才开始统一。而欧6只是对柴油车的NOx限值进一步加严并向汽油车靠拢,还差33%,对汽油机没有加严,仍是欧5限值,只是在软硬件方面进一步强化监管功能。虽然我国一直采用欧洲法规,但通过实验测试,我们认识到轻型柴油车比汽油车存在更为严重的排放问题,这也是北京市自从2002年实施国2(欧2)标准以来不允许发展轻型柴油车原因之一。

此外,据了解,目前欧洲大城市空气质量不达标的主要原因,是来自于包括柴油轿车在内的柴油车排放污染,目前专家们已经发现柴油车排放的NOx和PM很高,而且在实际运行时更是远超过标准限值,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决定了其控制技术相对汽油车更加复杂、后期维护较难而且成本较高,如DPF要定期清理,SCR要定期添加尿素溶液等,这就决定了理论上可以达标,实际上很难做到达标。因此欧盟和欧洲许多大城市都在反思,当初和现在放松排放标准而大力发展轻型柴油车是否是正确明智的选择。

涉及3.5吨以上重型车,欧洲标准也存在缺陷:通过实际检测经验,我们发现新车上牌照注册时,在环保前置审查可以保证环保相关配置齐全的情况下,整车排放仍然有可能很高,即超过发动机通过认证时的排放。这实际上是由于整车厂或是发动机厂应用户的需求而采用节油模式电控程序不顾排放控制的要求造成的,这种现象环保部门不易监控,是重型车排放监控的短板,也是欧洲标准的缺陷。今后我们势必要在这方面加强执法力度。

此外在中国,由于油品的原因,以及采用SCR技术路线相对节油,商用车企业绝大多数都选择了SCR这种技术路线。但是对于选择SCR技术路线的车辆来说,由于汽车在中国大城市由于汽车行驶速度低,排气温度经常低于200℃,因此SCR系统很难实际进行工作,而如果SCR系统不工作就会造成汽车的NOx排放严重超标。

对于这两个问题,在第五阶段时,我们就根据实际情况,对国家标准(实际上是欧洲标准)进行了修定和补充,制定和发布了两项地方标准——《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(台架工况法)》(DB11/964-2013)和《重型汽车排气污染物排放限值及测量方法(车载法)》(DB11/965-2013)。通过这地方两项标准的实施,后一个问题得到了较好的解决。而对于前一个问题,虽然我们使用了车载法(PEMS方法),但是一年多以来,我们发现其稳定性、重复性较差,而且测试时间长,不便于监督执法检测。

综合以上原因,我们开始考虑引进其他标准进行机动车排放控制。

《汽车纵横》:那么,为什么要借鉴美国的标准?美国的标准就一定可行吗?

李昆生:作为全世界最大的汽车生产国和消费市场,长久看,制定适合中国国情的排放校准法规将势在必行。然而,目前支持全面制定排放法规的技术支持保障能力依然有限,在北京十分严重的大气污染情况下,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,不失为过渡阶段一个有效策略。

目前我们已经将美国FTP和欧洲NEDC循环工况与北京市实际情况进行了初步的对比分析,结果表明:第一,就循环工况本身而言,欧洲NEDC工况是稳态循环,不符合中国城市或是北京市实际瞬变的驾驶情况,而美国FTP工况为瞬态工况,与北京实际情况更相近;第二,就车辆最大速度来看,欧洲NEDC工况最大速度为120公里/小时,美国FTP工况最大速度约为91公里/小时,而北京大部分道路限速在100公里/小时以内,美国FTP工况最大车速更加接近北京的实际情况;第三,在城区郊区行驶比例分配方面,在美国FTP工况中城区比例为52%,欧洲NEDC工况中城区仅占37%,而北京市车辆大部分为城区工况;第四,在车辆加减速比例方面,美国的FTP工况加减速比例约为54%,匀速比例29%,欧洲NEDC工况加减速比例约为36%,匀速比例40%,北京市车辆加减速频繁,也更接近于美国FTP工况。因此,综合以上因素,我们认为美国的FTP工况更接近北京市和中国其它大城市的实际情况。美国和美国加州不论是现阶段实施的标准还是今后下一个阶段将要实施的标准,总体上均比欧6标准要严格的多,这也是欧洲开始讨论制定欧7标准的动因。

实际上,把欧美标准结合起来使用在国际上已经有许多成功的范例。最典型的是韩国,从上世纪90年代开始,韩国对包括汽油车和柴油车在内的轻重型车全盘引入了美国排放法规。2009年实施第四阶段标准时,为使其国内生产的柴油车能够进入欧洲市场,把所有轻重型压燃式发动机(即柴油车)从实施美国标准改为实施欧4标准,2013年,对点燃式发动机汽车(即汽油车)则开始引入更加严格的美国加州标准,而对轻重型压燃式发动机(即柴油车)继续实施欧洲标准,即欧5标准。

此外,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。香港所有3.5吨以下的车辆全部实施美国加州标准,而重型车实施欧洲标准;台湾则是欧美标准并用,即在执行欧标的同时,在相应美标中选择一档与之相当的限值,即一个BIN来执行;在拉丁美洲也有一些国家在同时使用欧洲和美国标准,比如黑西哥、巴西、智利和哥伦比亚。

另一个典型的例子是日本,日本根据自己的国情借鉴美欧机动车排放标准,制定了可与美欧排放标准相媲美的日本机动车排放标准体系,这是当今世界三大机动车排放标准之一,不但奠定了日本在世界机动车技术法规方面的话语权,而且为其车企走向世界打下了坚实的基础。

不管采用什么标准,我们的目的只有一个:中国的排放标准,必须为中国空气质量的改善做出应有的贡献。为达到这个目的,借鉴世界上最严格、而且被证明是最有效的美国排放标准,是我们目前最好的选择。

《汽车纵横》:为什么北京总是要提前实施比国家排放标准更严格的地方标准?这样做是否会使如何与下一阶段国家标准的制订相协调陷入被动?

李昆生:提前实施更为严格的排放控制标准有利空气质量的改善。以北京市实施第五阶段机动车排放标准(欧5)为例,我们是从2013年初开始执行的,从2013年算起,北京每年新增和更新50多万辆轿车,这样到2018年,全国实施国5(欧5)标准时,北京市就已有将近一半(近300万辆)机动车是达到国5标准水平的车了,以每辆车比国4(欧4)总体上减排40%来看,提前实施严格排放标准的作用无疑是很可观的。

事实上,我们并不是一定要制定地方标准,如果我们制定的标准草案和相关试验结果可以被国家第六阶段标准所采纳,我们现在也在做这方面的协调工作,比如在国6标准中采用两种标准限值,一种是较为严格的,一种是欧6标准,由有需求的地区选择执行,我们是可以接受的,因为我们的目标就是减排放。去年在制定北京市的清洁空气行动计划时和在以后的每次公开场合我们一直在强调,这是第六阶段机动车排放标准,而不是“京6”标准。

《汽车纵横》:如果实施新标准,会发生哪些变化?

李昆生:第六阶段标准应用会有一定难度,因为涉及到转换标准体系,有一些检测方法要调整。

在第六阶段轻型车排放标准方面,我们的目标是在国5(即欧5)的基础上,单车减排30%~50%。该标准的总体框架结构、认证和管理方法均继续采用现有模式。初步设想是分两步实施,第一步于2016年前后实施,包括:I型常温冷启动试验:采用美国加州FTP75循环(同时在积极制定北京或中国典型的城市工况),执行ULEV50限值和欧六标准PN限值;II型怠速、III型曲轴箱试验不变;IV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;V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。VI型低温试验:采用美国加州标准要求,测试CO和HC;针对发现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催化剂贵金属含量的现象,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排放要求,在I型试验中测量CO2质量排放。此外,简化加州OBD2的部分要求,但至少严于欧洲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SULEV20或SULEV30,并增加中国城市或北京典型工况或WLTC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上述内容的相关部分还需进一步论证。

在总重量3.5吨以上重型车方面,由于第六阶段重型车排放的核心标准仍然是2014年9月起在全欧洲实施的欧6重型发动机排放标准,针对现有标准的漏洞和执法难的情况,我们准备引入基于整车转鼓的新车排放检测标准与方法,为防止作弊和减轻企业、排放检测单位和监管部门的负担,我们将把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,这有助于政府的执法监管。由于国家对重型车的能耗强制要求,许多检测机构和整车厂都配置了重型整车转鼓试验台,因此实施更严格的重型车整车排放控制已基本具备条件。另外,我们还将创新性地增加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。

考虑到这是首次摆脱了此前沿用的欧洲排放法规,我们十分理解以前按照欧洲标准配置了测试设备和软件的整车厂,以及检测机构,因此,在过渡期内,在借鉴世界上最先进的加州标准和欧洲标准的同时,我们将尽量结合中国油品及行驶工况的实际情况,以达到更好地控制机动车排放污染的目标。

《汽车纵横》:实施更为严格的机动车排放标准是否会增加企业的负担?

李昆生: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,有人说我们走得太快了,企业跟不上。而事实上,近十几年来,车企的销售量、销售收入和利润一路高歌猛进,可以说是赚得盆满钵满,但有多少投入到了环保技术路线对应相关关键零部件的开发?监管不到位确实是造成汽车排放问题严重的原因,但在机动车管理领域,我们环保部门一直是弱势的,我们发布的车辆环保配置公告,在全国绝大多数地区没有任何效力。现在车辆上牌照只审“大公告”,而“大公告”并不要求核查车辆配置的排放关键部件型号,这才是形成今天这种积重难返的局面的主要原因之一。这也说明整个行业的管理部门和单位对机动车排放法规和对应的技术路线不够尊重和不太重视,支持和投入力度不大,再加上市场垄断,也使关键零部件技术及产品大部分掌握在国外企业或者是合资企业手中,以至于每次排放标准升级的成本相对较高。

但是难道我们还要继续以牺牲大众的环保利益,等到自主品牌车企和国内环保相关企业成长起来了,才实施更加严格的环保标准吗?我的观点是,即使成本高一些也要实施,也只有形成有效市场才会激励国内企业投资、打破垄断,降低环保关键零部件的成本。

此外,还有人说采用美国标准后,会形成新的技术壁垒和被迫进口美国关键零部件等问题。但我认为,由于我们是技术追赶者,无论是轻型车还是重型车领域,所有的技术路线和相应零部件都是公开的和现成的,而且无论欧洲标准还是美国标准只是工况、限值和管理方法有所不同,但是它们对应的技术路线却是基本一致的,因此不存在新的技术壁垒和被迫进口美国关键零部件的问题。

排放法规是推动汽车技术进步极其重要的手段,制定排放法规一个最重要的准则,便是引导甚至强制最好的排放控制技术。因此不难预见,北京市和中国未来的排放法规,无论排放限值是多少,采取什么样的工况,我们都将毫无疑问地强制企业使用最好的排放控制技术。

机动车排放法规是推动汽车技术进步最为重要的技术法规之一,迫于法规的压力,企业会引进更先进的排放技术,这将有助于国内技术的成长,重视排放法规的建立及技术路线的开发是建成汽车强国的基础之一。中国是当今世界上最大的汽车市场,也是机动车排放污染最严重的国家之一,但是在机动车排放技术法规方面却没有任何话语权,这正常吗?这难道不需要行业内的专家们认真地思考吗?

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