北京醞釀第六階段機動車排放標準
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李昆生 北京市環保局機動車排放管理處處長
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《北京市2013~2017年清潔空氣行動計劃》中，明確提出要力爭在2016年實施第六階段機動車排放標準，在機動車排放控制上，再次走在全國前列。在下一階段，針對大氣污染控制的需求，新的排放標準將如何制定，是繼續借鑒歐標還是參考更為嚴格的美國標準？技術路線會發生哪些變化？改變技術路線對我國汽車行業會有哪些影響？這些都是行業內頗為關注的問題。我們特別約請北京市環保局機動車排放管理處處長李昆生，通過系列文章回答業界疑問，敬請關注。
●歐Ⅵ汽油車排放限值與歐Ⅴ要求基本相同；歐標平均車速是33.6千米/小時，北京26千米/小時，二者工況差異較大；歐洲主要國家的緯度高于北京，油氣蒸發較北京低；歐標從歐Ⅰ起就對輕型柴油車網開一面
●在第六階段輕型車排放標準方面，我們的目標是在國Ⅴ即歐Ⅴ的基礎上單車減排30%~50%，總體水平與世界先進水平相當。標準的總體框架結構、認證和管理方法均繼續采用現有模式
目前，北京市550萬輛機動車排放的NOX的分擔率超過了50%，HC超過了40%，CO超過了80%，一半以上的NOX和HC會轉化成PM2.5，機動車在本地污染源的PM2.5分擔率超過了31%。
監測結果顯示，北京市空氣質量要達到國家控制質量標準，各種污染源都要不斷消減總量。作為首要污染源的機動車污染排放總量更是需要大幅度消減，因此北京市未來實施更加嚴格甚至是最嚴格的機動車排放標準，是改善大氣質量的必然舉措。
在過去的15年里，在新車的排放控制標準方面我們基本上一直選擇了歐洲標準，經過實踐證明，歐洲標準對遏制北京市的機動車排放污染發揮了重要作用。但是同時我們也發現歐洲標準已經不能完全適應北京市和我國的實際氣候狀態和道路條件情況，標準本身也存在缺陷。
經綜合比較，歐標存在一定局限性，美標更適合北京等我國大城市實際情況，在制定第六階段機動車排放標準時，北京市擬考慮借鑒美標。
一直遵循的歐標為何不再適用？
歐洲工況與北京實際運行工況差異大，歐標重視燃油經濟性，對輕型柴油車一直網開一面
以3.5噸以下的輕型車為例，可以看到，歐標不再適合北京市減排要求的具體表現。
第一，歐Ⅵ汽油車排放限值與歐Ⅴ要求基本相同，不能滿足北京市不斷加嚴排放限值的需求。
第二，歐洲標準的基礎工況即俗稱“15工況”，由市區低速工況和城郊高速工況組成。按照行駛里程計算權重的市區工況約占37%，市郊工況約占63%，平均車速是33.6千米/小時。而北京市的市區工況約占70%，市郊工況約占30%，平均車速是26千米/小時左右，因此北京市車輛實際運行工況與歐洲工況差異較大。
實車測試表明，滿足了國Ⅳ排放標準的車輛，在北京實際行駛中的排放遠高于法規中規定的排放限值。
第三，歐洲主要國家的緯度高于北京市的緯度，更是大大高于中國大部分地區的緯度，緯度越低車輛的油氣蒸發排放越高。
僅以北京市為例，每年靜置時或行駛中沒有被控制的VOCs（揮發性有機化合物）排放就有2萬多噸，平均每車每年約40千克。VOCs是產生PM2.5和光化學污染的最重要前提物，況且我國汽油中的烯烴和芳烴含量本就遠高于歐洲和美國。
我們認為，引入美國對這部分VOCs控制的方法ORVR（機動車車載油氣回收系統），勢在必行。據了解緯度較低的歐洲也在考慮引入美國的ORVR標準和控制技術。而我們從歐洲和美國排放標準的對比中，不難發現，歐洲標準多年來也一直在借鑒美國標準，更準確地說是加州標準。
第四，由于歐洲的燃油價格高，因此歐洲將燃油經濟性置于最重要的位置，允許更加省油的柴油車在市場上存在。
歐洲標準從歐Ⅰ起就對輕型柴油車網開一面，即使到了歐Ⅴ，NOX的排放限值還是同標準汽油車的3倍多。雖然，歐Ⅵ對柴油車的NOX限值進一步加嚴并向汽油車靠攏，但還差33%。
在歐Ⅳ之前柴油機的PM（顆粒物重量）排放遠高于汽油機，由于直噴汽油機的出現，在歐Ⅴ時汽油車和柴油車的PM限值才開始統一。雖然我國一直采用歐洲法規，但我們認識到了輕型柴油車比汽油車更嚴重的排放問題，這也是北京市自從2002年實施國Ⅱ（歐Ⅱ）標準以來不允許發展輕型柴油車的原因之一。
相反，在油價相對較低的美國，排放法規實施“燃油中性”。從2004年起，輕型汽油車和柴油車執行同一標準限值，即輕型柴油車要同時配置DPF（柴油機排放顆粒捕集器）和SCR（柴油車選擇性氮氧化物還原裝置）才能達標，相當于至少歐Ⅵ的要求。使得輕型柴油車的價格遠高于汽油車，也使得輕型柴油車在美國的市場份額極小。
據了解，目前歐洲大城市空氣質量不達標的主要原因，是來自包括柴油轎車在內的柴油車排放污染。專家們發現柴油車排放的NOx和PM很高，而且在實際運行時更是遠超過標準限值。
標準設置的寬松僅是表面現象，更深層次的原因是由于其排放特性，決定了其控制技術相對汽油車更加復雜、后期維護較難而且成本較高，如DPF要定期清理，SCR要定期添加尿素溶液等，這就決定了理論上可以達標，實際上很難做到達標。
美國標準為何更適合我國大城市？
美國為瞬態工況，車輛最高速度、城區、郊區行駛比例、車輛加減速比例等更適合或接近北京等我國大城市
有人認為，歐洲測試循環體系對汽油機是固定工況限值，而美國是隨機工況限值，借鑒美國加州機動車排放標準不符合我國國情。我們將美國FTP和歐洲NEDC循環工況與北京市實際情況進行初步對比分析后發現：
第一，就循環工況本身而言，歐洲是穩態循環，美國為瞬態工況。美國標準體系更符合北京市或中國其他大城市瞬變的實際駕駛情況。
第二，就車輛最高速度看，歐洲NEDC工況最高速度為120公里/小時，美國FTP工況最高速度約為91公里/小時，而北京大部分道路限速在100公里/小時以內。
第三，在城區、郊區行駛比例分配方面，歐洲NEDC工況中城區僅占37%，美國FTP工況中城區比例為52%，北京市車輛大部分為城區工況。
第四，在車輛加減速比例方面，歐洲NEDC工況加減速比例約為36%，勻速比例40%；美國FTP工況加減速比例約為54%，勻速比例29%；北京市車輛加減速頻繁。
綜上所述，我們認為，美國FTP工況更接近北京市等中國其他大城市的實際情況。
北京下一階段機動車排放標準什么思路？
引入美國特別是加州測試程序和標準要求，制定北京或中國典型城市工況，2020年前后進一步加嚴排放限值
《北京市2013-2017年清潔空氣行動計劃》中，明確提出要力爭在2016年實施第六階段機動車排放標準。
目前國家還沒有發布第六階段機動車排放標準。在第六階段我們準備制定五項標準，其中兩項油品標準，一項輕型汽車排放控制標準，兩項重型車排放控制標準。另外，還要修訂兩項重型發動機和機動車標準。
在第六階段輕型車排放標準方面，我們的目標是在國Ⅴ即歐Ⅴ的基礎上單車減排30%~50%，總體水平與世界先進水平相當。標準的總體框架結構、認證和管理方法均繼續采用現有模式，初步設想是分兩步實施。
第一步于2016年前后實施。其中，Ⅰ型常溫冷啟動試驗，采用美國加州FTP（美國聯邦測試程序）75循環，同時積極制定北京或中國典型城市的工況，執行ULEV（超低排放機動車）50限值和歐Ⅵ標準PN（顆粒物數量）限值；Ⅱ型怠速、Ⅲ型曲軸箱試驗不變。
對Ⅳ型蒸發試驗，要求ORVR，且執行美國加州兩天和3天蒸發試驗要求；對于Ⅴ型耐久性試驗，要求實車試驗16萬公里，剩余距離采用擬合方法延伸至24萬公里排放達標。
在Ⅵ型低溫試驗中，將采用美國加州標準要求，測試CO和HC。針對有些整車廠在實際銷售車輛上配裝的催化轉化器的催化劑中，貴金屬含量遠低于申報時的催化劑貴金屬含量的現象，進一步嚴格貴金屬含量測量，檢測催化轉化器載體體積、貴金屬總含量和貴金屬比例。
增加CO2排放要求，在Ⅰ型試驗中測量CO2質量排放。此外，簡化加州OBD（機動車在線排放診斷系統）2的部分要求，但至少嚴于歐洲EOBD（歐洲機動車在線排放診斷系統），增加蒸發的監控功能。
第二步于2020年前后實施，進一步加嚴排放限值，常溫冷啟動試驗限值加嚴到SULEV（超超低排放機動車）20或30，并增加中國城市或北京典型工況或WLTC（世界輕型車測試工況）工況下的限值要求。
根據研究結果，決定是否采用運行損失的蒸發試驗測試要求。輕型柴油車是否執行同樣上述內容的相關部分還需進一步論證。
第六階段重型車排放核心標準是歐Ⅵ發動機排放標準，但針對現有標準的漏洞和執法難的情況，準備引入基于整車轉鼓的新車排放檢測標準與方法，為防止作弊和減輕企業、排放檢測單位和監管部門的負擔，重型車整車排放檢測與整車能耗檢測在型式核準試驗時將同時進行。另外，將增加OBD3技術要求，即擬將NOx排放、發動機轉速和負荷等信息定期發送監管部門。
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