中國適合發展柴油轎車嗎?
如果按照歐洲方式發展柴油轎車,我國每年多排4萬噸污染物的治理費用也要40億元。這還沒計算由于柴油車排放的氮氧化物和致癌顆粒物引起的健康問題,所帶來的治療費用。
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◆李昆生
今年5月,工信部發布《中國制造2025》規劃系列解讀,明確提出促進柴油機高壓共軌技術的自主開發,推動柴油發動機在乘用車上的應用。之后,行業內推動發展輕型柴油車特別是柴油轎車的呼聲日益高漲,紛紛發表“小排量柴油發動機將成為新藍海”,“柴油車的春天就要來了”,“要給輕型柴油車撥亂反正”等類似文章。
無論是國內外支持發展柴油轎車的專家還是業內人士都是強調輕型柴油車在經濟性、動力性和減少溫室氣體效應方面的優勢。
業內認為,國內隨著全面供應國4車用柴油,2017年底前也將供應國5車用柴油,我國的車用柴油確實比車用汽油每升便宜0.2元~0.4元,與歐洲近十幾年大規模發展柴油轎車的柴油價格優勢已經十分相似,發展柴油轎車最基本的客觀條件已經具備。
歐、美、日企業已在歐洲及世界其它國家和地區高速發展輕型柴油車至少20年以上,就環保排放而言,達到歐4、歐5甚至是歐6(即國4、國5甚至是國6)的柴油轎車,實際運行時真的是那么清潔嗎?
國外乘用柴油車排放狀況如何?
輕型柴油車的排放限值遠遠寬松于汽油車;歐3、歐4和歐5柴油轎車的污染物實際排放量分別是標準限值的2倍、3.2倍和4.4倍
歐洲從實施歐1機動車排放標準起,就對輕型柴油車網開一面。柴油轎車與汽油轎車相比,以每公里排放的氮氧化物為例,歐1時前者是后者1.4倍,歐2時是1.8倍;歐3~歐5時,柴油車的NOx的排放限值進一步大幅度放松,始終是同標準汽油車的3倍多。
到2014年9月歐洲實施歐6排放標準時,柴油轎車NOx的排放限值是80毫克/公里,汽油轎車是60毫克/公里,總算是基本一致,但這只是實驗室認證試驗的要求,還不能反映機動車的實際排放情況。
2011年,國際清潔交通委員會(ICCT)發現,歐3、歐4和歐5柴油轎車的污染物實際排放量分別是標準限值的2倍、3.2倍和4.4倍。
2014年ICCT又發布報告指出,歐洲地區歐6排放標準的柴油車氮氧化物排放平均實際水平,要高于排放標準限定值7倍多。
ICCT研究小組在進行實驗過程中發現,實際結果與理論數據之所以會出現如此大的差別,其主要原因并不在于駕駛過程較為“極端”或“不具代表性”。其中最主要的原因是因為車輛在實際駕駛過程中由于周圍環境的復雜性而使得發動機的載荷隨時可能發生非連續的變化。例如在車輛經過小的顛簸路面時車輛發動機載荷就會出現突變現象。
新車輛在環保型式核準時,采用了目前過于理想化的測試循環工況,而不是采用更加貼近實際駕駛工況的測試方法。
另外,還有一個重要的原因就是,在柴油發動機的尾氣后處理系統中可能會產生尾氣再生現象。
歐洲已對乘用柴油車反思并采取行動
歐洲大城市空氣質量不達標的主要原因,來自于柴油車排放污染;法國將逐漸淘汰柴油私家車,其他國家正在考慮提高柴油車進入城區準入費
柴油車的排放特性,決定了其排放控制裝置和標定技術相對于汽油車復雜得多,后期維護較難而且成本較高。如顆粒物捕集器(DPF)要定期清理,選擇性催化系統(SCR)要定期添加尿素溶液等。這就決定了理論上在實驗室可以達標,實際上道路運行時很難做到真正達標,當然這更要排除汽車廠惡意排放作弊的現象。
最新的例子是大眾汽車集團在美國銷售的近50萬輛清潔柴油轎車的實際NOx排放量遠高于認證限值,面臨著高達180億美元的罰款和召回。
據了解,目前歐洲大城市空氣質量不達標的主要原因,是來自于包括柴油轎車在內的柴油車排放污染,在歐洲地區,柴油乘用車的保有量要比其他任何地區都要多。
目前,歐盟地區環境中的氮氧化物濃度經常會超出歐盟地區的空氣質量標準,其中城市地區尤為嚴重。
因此,歐盟和歐洲許多大城市都在反思,當初和現在放松排放標準而大力鼓勵發展輕型柴油車是否是正確明智的選擇。
目前已經有一些歐盟成員國開始針對持續的空氣污染問題采取法律行動。法國總理曼紐爾·瓦爾斯近日表示,法國將逐漸淘汰柴油私家車,并建立汽車污染識別系統。“法國人一直對柴油引擎有所偏愛,這是一個錯誤,我們會逐漸從觀念上和實踐中加以改正。”他說。
有數據統計,80%的法國車主都駕駛柴油車。法國政府近日宣布把針對柴油的國內能源產品消費稅(TICPE)提高0.02歐元/升(相當于人民幣0.15元/升)。此外,法國政府正在制定計劃,在已實施污染防治的地區,鼓勵更多的車主更換柴油引擎。
法國能源部長塞戈萊納·羅亞爾在今年初曾表示,棄柴油車改開電動車的車主可以獲得最高10000歐元的獎勵。巴黎市長伊達爾戈日前向媒體透露,她計劃到2020年在巴黎全面禁止柴油機動車上路,以減少污染。
據了解,挪威奧斯陸市議會也正在考慮提高柴油車進入城區所需繳納的準入費,價格從4歐元增加到12歐元。
意大利米蘭市中心區域將明令禁止歐0、歐1、歐2以及歐3排放標準的柴油車駛入,對于裝配了柴油過濾系統的歐3標準柴油車以及采用更嚴格排放標準的車輛,收取5歐元準入費。從2017年開始,將會進一步對沒有配備凈化裝置的歐4排放標準車型實施禁令。
英國倫敦市長鮑里斯·約翰遜表示,他將全力推動關于向進入倫敦市中心區的柴油車額外征收10英鎊附加費的倡議。英國議會環境評估委員會近日發表報告,建議政府全面取締柴油汽車,以減少空氣污染。
中國應繼續按歐洲模式發展輕型柴油車嗎?
在國4、國5標準下,中國相對擁堵的實際行駛工況,輕型柴油車污染會更為嚴重;制定國6標準時,打算采用RDE工況,盡可能反映實際道路狀況
中國剛剛全面實施輕型車國4標準(歐4標準),可以預測,即使在2018年前后實施國5(歐5標準),由于歐洲標準的先天缺陷,在中國相對擁堵的實際行駛工況下,輕型柴油車污染會更為嚴重。
近兩年來,北京對國4及國5的8000輛柴油公交做了大規模的改裝治理,每年減排NOx可達2800多噸。這些等同歐4和歐5的柴油公交車,雖然在排放認證中顯示了低排放,但在實際運行中,NOx排放遠遠高于相應的國3甚至國2標準的排放限值。
從輕型柴油車到重型柴油機,以歐洲排放標準為基礎的國4、國5車,在實際運行中,都顯示出比排放標準限值高許多的特性。這種情況下,還有什么理由繼續全面堅持歐洲標準?
歐洲已經認識到了認證試驗用的NEDC工況是固定工況,不能反應車輛在實際道路上的行駛工況。
據了解,歐洲正在制定歐6c標準的RDE工況,爭取2017年推出實施,據說可以反應實際道路狀況。
預計我國全面實施國6標準是在2022年前后。據了解國6標準起草組基本確定了“燃料中立”(對汽、柴油等燃料的機動車實行一樣的排放標準限值)原則,并打算采用RDE(真實駕駛排放循環測試,在測試時要求更符合實際的道路行駛情況)工況,盡可能反映實際道路狀況。
國6標準實施前怎么辦?
建議對國4、國5輕型車排放標準中的柴油車部分進行評估,要求柴油車執行與汽油車一樣的標準限值;在RDE工況制定出來并證明有效之前,暫不發展輕型柴油乘用車
現在的一個關鍵問題是,在國6標準實施之前,我們還要按部就班地去實施有先天缺陷的國4和國5標準嗎?我認為這不是明智的選擇。建議依法對國4、國5輕型車排放標準中的柴油車部分進行評估,找出可行的解決辦法。
我國將于2016年1月1日實施的《大氣污染防治法》第十二條明確規定:“大氣環境質量標準、大氣污染物排放標準的執行情況應當定期進行評估,根據評估結果對標準適時進行修訂”。
筆者認為,過渡的方法有兩個,一是修改現有國家標準,采取“燃料中立”原則,要求柴油車執行與汽油車一樣的標準限值,并暫時使用美國FTP75、US06、SC03等模擬實際道路運行的多工況,并積極開發中國工況,如果開發成功應馬上投入使用;二是在RDE工況制定出來并證明有效之前,暫不發展輕型柴油乘用車。
值得提醒的時,許多人只注意到了柴油發動機的優點,卻忽略了近年來汽油發動機的長足進步,特別是直噴汽油機和混合動力技術。直噴汽油機在油耗方面,與柴油機的差距已經縮小,而直噴汽油機的后處理比柴油機成本低很多,在實際運行中的排放控制更有保證。對堵車嚴重的北京,混合動力技術無疑在油耗及排放控制方面會比柴油機有更大優勢。
眾所周知,重型柴油車通常是在人們夜間進城,可柴油轎車絕大多數時間是白天在城市里行駛,正是人群活動的高峰期,并且排放的污染物是低空排放。它排放的NOx有一半左右會轉化為PM2.5,直排出來的致癌顆粒物遠高于汽油車。
如果按照歐洲方式發展柴油轎車,我國每年多排4萬噸污染物的治理費用也需要40億元。這還沒計算由于柴油車排放的氮氧化物和致癌顆粒物引起的健康問題,所帶來的治療費用。
延伸閱讀
北京為何不允許發展柴油車?
主要出于對顆粒物和臭氧污染控制的需要
李昆生
歐洲放寬對柴油轎車的環保要求,其中最關鍵的原因,是歐洲的燃油價格高,出于燃油經濟性考慮,允許更加省油的柴油車在市場上存在。
美國輕型汽油車和柴油車執行統一標準
相反,在相對較低油價的美國,排放法規實施“燃料中立”原則,從2004年起,輕型汽油車和柴油車或其他燃料車都執行同一標準限值。這就要求乘用柴油車要同時配置DPF和SCR/微量氮氧化物收集吸附(LNT)技術裝置才能排放達標,至少相當于歐6標準的排放要求,這導致柴油車的價格遠高于汽油車,使得乘用柴油車在美國的市場份額極小。日本的情況與美國類似,而且日本采用混合動力技術路線來獲取汽油車的低油耗。
韓國汽油車實施美國標準,柴油車實施歐洲標準
韓國在2007年之前,汽柴油乘用車一直都實施美國排放標準,但是由于美國排放法規實施“燃料中立”原則,使得韓國按美國標準生產的柴油轎車雖然優于歐洲標準,但售價過高,在美國或歐洲市場都沒有競爭力。另一方面,歐洲企業生產的柴油轎車其價格雖然有競爭力,可因為達不到美標,也不能出口到韓國市場。
按照貿易對等原則,為擴大出口爭得一部分在歐洲的柴油轎車市場,韓國采取并行實施美國和歐洲標準,即汽油車實施美國標準,柴油車實施歐洲標準。
據了解,目前僅在首爾地區的700萬輛機動車中就有170萬輛柴油轎車,同目前歐洲一樣是造成首爾空氣污染的主要原因之一。對此,韓國政府也在反思。首爾市長和交通部的環保專家都表示將解決這一決策不當造成的污染問題。
北京自2002年以來,一直不允許發展輕型柴油車
北京市自從2002年實施國2(歐2)標準到現在國5(歐5)標準以來,一直不允許發展輕型柴油車,主要是基于以下考慮:
第一,顆粒物和臭氧污染一直是北京市較為突出的大氣污染問題,為改善大氣環境質量,北京市將這兩種污染物作為大氣污染控制的重點,而柴油車污染物排放恰好以這兩種污染物為主要特征。
北京市當時除考慮氮氧化物(NOx)外還考慮到柴油車顆粒物(PM10)排放,即冒黑煙問題。在歐4之前,柴油轎車的顆粒物排放限值還遠寬松于汽油機,由于直噴汽油機的出現,在歐5時汽油車和柴油車的PM限值才開始統一,但是氮氧化物問題依然嚴重。
第二,從使用功能上看,輕型柴油車完全可以用輕型汽油車替代(而重型柴油車無法全部用汽油車替代)。
第三,借鑒了國內外相關經驗。出于污染控制需要,在美國、日本、中國香港地區等地,規定輕型柴油車與輕型汽油車執行相同的排放限值,大部分輕型柴油車難以達到這樣嚴格的要求。少部分可以達到要求的輕型柴油車成本大幅增加,造成銷售價格遠高于同類型汽油車,實際上也起到了限制輕型柴油車的作用。
第四,周邊省市的柴油品質無法滿足北京市輕型柴油車輛出京使用要求。目前北京市落實了各階段標準油品,周邊省市的油品與我市有較大差距,難以滿足車輛出京使用。
第五,近幾年的研究表明,柴油車排放的顆粒物和氮氧化物對人體健康的影響很大,是造成癌癥發病率增加的主要原因之一。
從2002年到現,北京市的機動車保有量增加了近300多萬輛,設想如果其中有100萬車是柴油轎車,相當于在北京又增加了至少300萬輛汽油車的氮氧化物排放,北京的空氣污染比今天還要嚴重。
無論是美國和歐洲還是亞洲韓國和印度的政府官員和環保專家,在許多場合提到北京市限制輕型柴油車政策時,都表示北京市做出了一個明智正確的選擇。

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