中国适合发展柴油轿车吗?
如果按照欧洲方式发展柴油轿车,我国每年多排4万吨污染物的治理费用也要40亿元。这还没计算由于柴油车排放的氮氧化物和致癌颗粒物引起的健康问题,所带来的治疗费用。
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◆李昆生
今年5月,工信部发布《中国制造2025》规划系列解读,明确提出促进柴油机高压共轨技术的自主开发,推动柴油发动机在乘用车上的应用。之后,行业内推动发展轻型柴油车特别是柴油轿车的呼声日益高涨,纷纷发表“小排量柴油发动机将成为新蓝海”,“柴油车的春天就要来了”,“要给轻型柴油车拨乱反正”等类似文章。
无论是国内外支持发展柴油轿车的专家还是业内人士都是强调轻型柴油车在经济性、动力性和减少温室气体效应方面的优势。
业内认为,国内随着全面供应国4车用柴油,2017年底前也将供应国5车用柴油,我国的车用柴油确实比车用汽油每升便宜0.2元~0.4元,与欧洲近十几年大规模发展柴油轿车的柴油价格优势已经十分相似,发展柴油轿车最基本的客观条件已经具备。
欧、美、日企业已在欧洲及世界其它国家和地区高速发展轻型柴油车至少20年以上,就环保排放而言,达到欧4、欧5甚至是欧6(即国4、国5甚至是国6)的柴油轿车,实际运行时真的是那么清洁吗?
国外乘用柴油车排放状况如何?
轻型柴油车的排放限值远远宽松于汽油车;欧3、欧4和欧5柴油轿车的污染物实际排放量分别是标准限值的2倍、3.2倍和4.4倍
欧洲从实施欧1机动车排放标准起,就对轻型柴油车网开一面。柴油轿车与汽油轿车相比,以每公里排放的氮氧化物为例,欧1时前者是后者1.4倍,欧2时是1.8倍;欧3~欧5时,柴油车的NOx的排放限值进一步大幅度放松,始终是同标准汽油车的3倍多。
到2014年9月欧洲实施欧6排放标准时,柴油轿车NOx的排放限值是80毫克/公里,汽油轿车是60毫克/公里,总算是基本一致,但这只是实验室认证试验的要求,还不能反映机动车的实际排放情况。
2011年,国际清洁交通委员会(ICCT)发现,欧3、欧4和欧5柴油轿车的污染物实际排放量分别是标准限值的2倍、3.2倍和4.4倍。
2014年ICCT又发布报告指出,欧洲地区欧6排放标准的柴油车氮氧化物排放平均实际水平,要高于排放标准限定值7倍多。
ICCT研究小组在进行实验过程中发现,实际结果与理论数据之所以会出现如此大的差别,其主要原因并不在于驾驶过程较为“极端”或“不具代表性”。其中最主要的原因是因为车辆在实际驾驶过程中由于周围环境的复杂性而使得发动机的载荷随时可能发生非连续的变化。例如在车辆经过小的颠簸路面时车辆发动机载荷就会出现突变现象。
新车辆在环保型式核准时,采用了目前过于理想化的测试循环工况,而不是采用更加贴近实际驾驶工况的测试方法。
另外,还有一个重要的原因就是,在柴油发动机的尾气后处理系统中可能会产生尾气再生现象。
欧洲已对乘用柴油车反思并采取行动
欧洲大城市空气质量不达标的主要原因,来自于柴油车排放污染;法国将逐渐淘汰柴油私家车,其他国家正在考虑提高柴油车进入城区准入费
柴油车的排放特性,决定了其排放控制装置和标定技术相对于汽油车复杂得多,后期维护较难而且成本较高。如颗粒物捕集器(DPF)要定期清理,选择性催化系统(SCR)要定期添加尿素溶液等。这就决定了理论上在实验室可以达标,实际上道路运行时很难做到真正达标,当然这更要排除汽车厂恶意排放作弊的现象。
最新的例子是大众汽车集团在美国销售的近50万辆清洁柴油轿车的实际NOx排放量远高于认证限值,面临着高达180亿美元的罚款和召回。
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,在欧洲地区,柴油乘用车的保有量要比其他任何地区都要多。
目前,欧盟地区环境中的氮氧化物浓度经常会超出欧盟地区的空气质量标准,其中城市地区尤为严重。
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鼓励发展轻型柴油车是否是正确明智的选择。
目前已经有一些欧盟成员国开始针对持续的空气污染问题采取法律行动。法国总理曼纽尔·瓦尔斯近日表示,法国将逐渐淘汰柴油私家车,并建立汽车污染识别系统。“法国人一直对柴油引擎有所偏爱,这是一个错误,我们会逐渐从观念上和实践中加以改正。”他说。
有数据统计,80%的法国车主都驾驶柴油车。法国政府近日宣布把针对柴油的国内能源产品消费税(TICPE)提高0.02欧元/升(相当于人民币0.15元/升)。此外,法国政府正在制定计划,在已实施污染防治的地区,鼓励更多的车主更换柴油引擎。
法国能源部长塞戈莱纳·罗亚尔在今年初曾表示,弃柴油车改开电动车的车主可以获得最高10000欧元的奖励。巴黎市长伊达尔戈日前向媒体透露,她计划到2020年在巴黎全面禁止柴油机动车上路,以减少污染。
据了解,挪威奥斯陆市议会也正在考虑提高柴油车进入城区所需缴纳的准入费,价格从4欧元增加到12欧元。
意大利米兰市中心区域将明令禁止欧0、欧1、欧2以及欧3排放标准的柴油车驶入,对于装配了柴油过滤系统的欧3标准柴油车以及采用更严格排放标准的车辆,收取5欧元准入费。从2017年开始,将会进一步对没有配备净化装置的欧4排放标准车型实施禁令。
英国伦敦市长鲍里斯·约翰逊表示,他将全力推动关于向进入伦敦市中心区的柴油车额外征收10英镑附加费的倡议。英国议会环境评估委员会近日发表报告,建议政府全面取缔柴油汽车,以减少空气污染。
中国应继续按欧洲模式发展轻型柴油车吗?
在国4、国5标准下,中国相对拥堵的实际行驶工况,轻型柴油车污染会更为严重;制定国6标准时,打算采用RDE工况,尽可能反映实际道路状况
中国刚刚全面实施轻型车国4标准(欧4标准),可以预测,即使在2018年前后实施国5(欧5标准),由于欧洲标准的先天缺陷,在中国相对拥堵的实际行驶工况下,轻型柴油车污染会更为严重。
近两年来,北京对国4及国5的8000辆柴油公交做了大规模的改装治理,每年减排NOx可达2800多吨。这些等同欧4和欧5的柴油公交车,虽然在排放认证中显示了低排放,但在实际运行中,NOx排放远远高于相应的国3甚至国2标准的排放限值。
从轻型柴油车到重型柴油机,以欧洲排放标准为基础的国4、国5车,在实际运行中,都显示出比排放标准限值高许多的特性。这种情况下,还有什么理由继续全面坚持欧洲标准?
欧洲已经认识到了认证试验用的NEDC工况是固定工况,不能反应车辆在实际道路上的行驶工况。
据了解,欧洲正在制定欧6c标准的RDE工况,争取2017年推出实施,据说可以反应实际道路状况。
预计我国全面实施国6标准是在2022年前后。据了解国6标准起草组基本确定了“燃料中立”(对汽、柴油等燃料的机动车实行一样的排放标准限值)原则,并打算采用RDE(真实驾驶排放循环测试,在测试时要求更符合实际的道路行驶情况)工况,尽可能反映实际道路状况。
国6标准实施前怎么办?
建议对国4、国5轻型车排放标准中的柴油车部分进行评估,要求柴油车执行与汽油车一样的标准限值;在RDE工况制定出来并证明有效之前,暂不发展轻型柴油乘用车
现在的一个关键问题是,在国6标准实施之前,我们还要按部就班地去实施有先天缺陷的国4和国5标准吗?我认为这不是明智的选择。建议依法对国4、国5轻型车排放标准中的柴油车部分进行评估,找出可行的解决办法。
我国将于2016年1月1日实施的《大气污染防治法》第十二条明确规定:“大气环境质量标准、大气污染物排放标准的执行情况应当定期进行评估,根据评估结果对标准适时进行修订”。
笔者认为,过渡的方法有两个,一是修改现有国家标准,采取“燃料中立”原则,要求柴油车执行与汽油车一样的标准限值,并暂时使用美国FTP75、US06、SC03等模拟实际道路运行的多工况,并积极开发中国工况,如果开发成功应马上投入使用;二是在RDE工况制定出来并证明有效之前,暂不发展轻型柴油乘用车。
值得提醒的时,许多人只注意到了柴油发动机的优点,却忽略了近年来汽油发动机的长足进步,特别是直喷汽油机和混合动力技术。直喷汽油机在油耗方面,与柴油机的差距已经缩小,而直喷汽油机的后处理比柴油机成本低很多,在实际运行中的排放控制更有保证。对堵车严重的北京,混合动力技术无疑在油耗及排放控制方面会比柴油机有更大优势。
众所周知,重型柴油车通常是在人们夜间进城,可柴油轿车绝大多数时间是白天在城市里行驶,正是人群活动的高峰期,并且排放的污染物是低空排放。它排放的NOx有一半左右会转化为PM2.5,直排出来的致癌颗粒物远高于汽油车。
如果按照欧洲方式发展柴油轿车,我国每年多排4万吨污染物的治理费用也需要40亿元。这还没计算由于柴油车排放的氮氧化物和致癌颗粒物引起的健康问题,所带来的治疗费用。
延伸阅读
北京为何不允许发展柴油车?
主要出于对颗粒物和臭氧污染控制的需要
李昆生
欧洲放宽对柴油轿车的环保要求,其中最关键的原因,是欧洲的燃油价格高,出于燃油经济性考虑,允许更加省油的柴油车在市场上存在。
美国轻型汽油车和柴油车执行统一标准
相反,在相对较低油价的美国,排放法规实施“燃料中立”原则,从2004年起,轻型汽油车和柴油车或其他燃料车都执行同一标准限值。这就要求乘用柴油车要同时配置DPF和SCR/微量氮氧化物收集吸附(LNT)技术装置才能排放达标,至少相当于欧6标准的排放要求,这导致柴油车的价格远高于汽油车,使得乘用柴油车在美国的市场份额极小。日本的情况与美国类似,而且日本采用混合动力技术路线来获取汽油车的低油耗。
韩国汽油车实施美国标准,柴油车实施欧洲标准
韩国在2007年之前,汽柴油乘用车一直都实施美国排放标准,但是由于美国排放法规实施“燃料中立”原则,使得韩国按美国标准生产的柴油轿车虽然优于欧洲标准,但售价过高,在美国或欧洲市场都没有竞争力。另一方面,欧洲企业生产的柴油轿车其价格虽然有竞争力,可因为达不到美标,也不能出口到韩国市场。
按照贸易对等原则,为扩大出口争得一部分在欧洲的柴油轿车市场,韩国采取并行实施美国和欧洲标准,即汽油车实施美国标准,柴油车实施欧洲标准。
据了解,目前仅在首尔地区的700万辆机动车中就有170万辆柴油轿车,同目前欧洲一样是造成首尔空气污染的主要原因之一。对此,韩国政府也在反思。首尔市长和交通部的环保专家都表示将解决这一决策不当造成的污染问题。
北京自2002年以来,一直不允许发展轻型柴油车
北京市自从2002年实施国2(欧2)标准到现在国5(欧5)标准以来,一直不允许发展轻型柴油车,主要是基于以下考虑:
第一,颗粒物和臭氧污染一直是北京市较为突出的大气污染问题,为改善大气环境质量,北京市将这两种污染物作为大气污染控制的重点,而柴油车污染物排放恰好以这两种污染物为主要特征。
北京市当时除考虑氮氧化物(NOx)外还考虑到柴油车颗粒物(PM10)排放,即冒黑烟问题。在欧4之前,柴油轿车的颗粒物排放限值还远宽松于汽油机,由于直喷汽油机的出现,在欧5时汽油车和柴油车的PM限值才开始统一,但是氮氧化物问题依然严重。
第二,从使用功能上看,轻型柴油车完全可以用轻型汽油车替代(而重型柴油车无法全部用汽油车替代)。
第三,借鉴了国内外相关经验。出于污染控制需要,在美国、日本、中国香港地区等地,规定轻型柴油车与轻型汽油车执行相同的排放限值,大部分轻型柴油车难以达到这样严格的要求。少部分可以达到要求的轻型柴油车成本大幅增加,造成销售价格远高于同类型汽油车,实际上也起到了限制轻型柴油车的作用。
第四,周边省市的柴油品质无法满足北京市轻型柴油车辆出京使用要求。目前北京市落实了各阶段标准油品,周边省市的油品与我市有较大差距,难以满足车辆出京使用。
第五,近几年的研究表明,柴油车排放的颗粒物和氮氧化物对人体健康的影响很大,是造成癌症发病率增加的主要原因之一。
从2002年到现,北京市的机动车保有量增加了近300多万辆,设想如果其中有100万车是柴油轿车,相当于在北京又增加了至少300万辆汽油车的氮氧化物排放,北京的空气污染比今天还要严重。
无论是美国和欧洲还是亚洲韩国和印度的政府官员和环保专家,在许多场合提到北京市限制轻型柴油车政策时,都表示北京市做出了一个明智正确的选择。
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