專家論道：商用車(chē)及動(dòng)力的節(jié)能減排與技術(shù)升級(jí)潛力

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在2019 年9 月1日舉行的中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國(guó)際論壇上，同期召開(kāi)了“節(jié)能減排與汽車(chē)技術(shù)升級(jí)潛力”主題研討會(huì)。來(lái)自環(huán)保部門(mén)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的技術(shù)專家，對(duì)商用車(chē)及其動(dòng)力如何節(jié)能減排、提高燃燒效率、多元化動(dòng)力改造，提出了各自的觀點(diǎn)和建議。

北京市環(huán)保局機(jī)動(dòng)車(chē)排放管理處副處長(zhǎng)艾毅

北京市環(huán)保局機(jī)動(dòng)車(chē)排放管理處副處長(zhǎng)艾毅：柴油車(chē)和非道路機(jī)械的PM2.5 排放是解決北京市移動(dòng)污染的重中之重

北京市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量這些年在顯著上升，從1998 年的100多萬(wàn)輛，到現(xiàn)在的600 多萬(wàn)輛，600 多萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車(chē)在北京的排放污染總量里所占比例非常高。以PM2.5 為例，移動(dòng)源排放占到45%，最主要的污染來(lái)自于柴油車(chē)以及裝用柴油機(jī)的非道路機(jī)械。也就是說(shuō)，本地柴油車(chē)以及進(jìn)京過(guò)境的柴油車(chē)和非道路機(jī)械占到了移動(dòng)源PM2.5 排放的64%，也是解決北京市移動(dòng)污染的重中之重。因此，圍繞打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，以及打好治理柴油貨車(chē)污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)，北京市采取了標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)、經(jīng)濟(jì)引導(dǎo)、行政約束、執(zhí)法處罰等手段。從實(shí)施嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)看，自1999年開(kāi)始實(shí)施第一階段排放標(biāo)準(zhǔn)，先后6 次提高新車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)，每次提高新機(jī)動(dòng)車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)減排30%～50%。2019 年7月開(kāi)始分階段實(shí)施國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)，我們通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)提高監(jiān)管的準(zhǔn)確度。主要采取2 項(xiàng)措施：一方面采取環(huán)保一致性檢查，主要是從市場(chǎng)上抽取樣車(chē)；另一方面按照標(biāo)準(zhǔn)要求采取從用戶手里租車(chē)，主要是為了確保排放標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。關(guān)于在用車(chē)排放污染控制措施，我們除了對(duì)北京車(chē)輛要求進(jìn)行定期年檢外，同時(shí)在主要道路上和進(jìn)京路口開(kāi)展路檢、路查。從2019 年前7 個(gè)月來(lái)看，已經(jīng)檢測(cè)了100 多萬(wàn)輛在用車(chē)輛，對(duì)14 萬(wàn)超標(biāo)在用車(chē)依法進(jìn)行了處罰。對(duì)于在用車(chē)開(kāi)展的第3 項(xiàng)措施是加強(qiáng)老舊車(chē)淘汰，主要采取疏堵結(jié)合的方法：對(duì)高排放量車(chē)輛一方面進(jìn)行限行，另一方面給予鼓勵(lì)淘汰的相關(guān)政策。為了提升改善北京市的油品質(zhì)量，從2004 年開(kāi)始實(shí)施第2 階段油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，2017 年實(shí)施了第6階段油品標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)油品的管控，除了檢查硫含量之外，還對(duì)芳香烴嚴(yán)加控制，對(duì)在用車(chē)的減排起到了改善作用。

另外一個(gè)環(huán)保排放嚴(yán)控的領(lǐng)域，主要聚焦在非道路移動(dòng)機(jī)械。按照《大氣法》的要求，劃分了排放的區(qū)域：從2019 年8 月1 日 起 劃定了五環(huán)路(不含)以內(nèi)區(qū)域、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、通州、亦莊等地，不滿足三類(lèi)要求的挖掘機(jī)、裝載機(jī)、挖車(chē)等機(jī)械車(chē)不能使用。2019 年前7 個(gè)月，我們會(huì)同相關(guān)部門(mén)對(duì)1萬(wàn)多臺(tái)機(jī)械進(jìn)行了執(zhí)法檢查，對(duì)于一系列超標(biāo)的將近1 200 多臺(tái)機(jī)械依法進(jìn)行了處罰。

在發(fā)展新能源汽車(chē)方面，一方面針對(duì)公共領(lǐng)域的車(chē)輛，包括公交、出租、郵政等適用范圍，按照國(guó)家統(tǒng)一要求，積極出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)這些領(lǐng)域盡早地使用電動(dòng)車(chē)；另一方面，對(duì)于貨車(chē)制定了相應(yīng)的新能源路權(quán)的鼓勵(lì)政策，以及配套的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，鼓勵(lì)貨車(chē)新能源化。

在線監(jiān)控方面，按照國(guó)家要求，我們已對(duì)1 萬(wàn)多輛重型車(chē)實(shí)施在線監(jiān)控。OBD 的報(bào)警情況、氮氧化物排放、尿素消耗量等數(shù)據(jù)，為下一步執(zhí)法工作給予了有益的支持。關(guān)于下一步工作，國(guó)家和各地都發(fā)布了一系列重要文件，最主要是2 個(gè)：國(guó)務(wù)院印發(fā)的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》(2018-2020年)和《柴油貨車(chē)污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》。我們重點(diǎn)圍繞這2 個(gè)文件采取相應(yīng)的措施：一是加強(qiáng)源頭管控，實(shí)施國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)，并且強(qiáng)化執(zhí)法監(jiān)管；二是按照國(guó)家要求，大力發(fā)展推進(jìn)電動(dòng)車(chē)，到2020 年達(dá)到40 萬(wàn)輛規(guī)模；三是要進(jìn)一步削減污染存量，加強(qiáng)老舊車(chē)的淘汰，做好在用車(chē)的監(jiān)管，做好達(dá)標(biāo)工作；四是對(duì)于道路非移動(dòng)機(jī)械做好編碼標(biāo)識(shí)監(jiān)管等一系列的工作。

天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任姚春德教授：柴油是造成柴油機(jī)排放控制困難的最主要問(wèn)題

天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任姚春德

甲醇在近年來(lái)得到了高度關(guān)注，特別是2012 年工信部開(kāi)展了甲醇汽車(chē)試點(diǎn)之后，甲醇已經(jīng)作為在部分地方推廣應(yīng)用的替代燃料。這些年經(jīng)過(guò)排放治理，我國(guó)的空氣質(zhì)量得到了非常大的改觀，但還需要進(jìn)一步改進(jìn)工作，主要包括對(duì)柴油車(chē)、軍車(chē)、貨運(yùn)車(chē)、船、軍事機(jī)械等車(chē)機(jī)在內(nèi)的排放治理。

壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明于1898 年，其氮氧化物和顆粒物排放是非常難以兼顧的事。雖然測(cè)試國(guó)Ⅵ發(fā)動(dòng)機(jī)的排放只是涉及一個(gè)非常小的關(guān)注區(qū)域，可實(shí)際上我們?cè)跇?biāo)定的時(shí)候需要考慮到各種復(fù)雜的工況，工況成本增加很多。能否找到一種新的辦法呢？我們認(rèn)為應(yīng)該從燃料方面出發(fā)。我們認(rèn)為柴油是造成柴油機(jī)控制困難的最主要問(wèn)題，因?yàn)椴裼褪怯?0-22 個(gè)碳組成，而甲醇只有1 個(gè)碳組成。甲醇是一個(gè)規(guī)模產(chǎn)量非常巨大的化工產(chǎn)品，其產(chǎn)能在2018 年的時(shí)候就達(dá)到9 000 萬(wàn)t，產(chǎn)量接近7 000 萬(wàn)t。而作為汽車(chē)的主要燃料，2018 年汽油的消耗量是2.21億t 左右。

如果把甲醇作為燃料看待，就像我們正常地對(duì)待汽油和柴油，是很安全的。1991 年，美國(guó)能源部做過(guò)一個(gè)比較，低濃度的甲醇毒性要比汽油柴油低；高濃度的時(shí)候，人所處的環(huán)境毒性與汽油差不多。但是，直接把甲醇用在壓燃機(jī)上是不可能的。天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做過(guò)一些機(jī)理研究，包括著火機(jī)理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)，當(dāng)活性的柴油噴到甲醇混合劑里面，發(fā)現(xiàn)甲醇的混合劑對(duì)柴油有一定的遲滯作用，比噴到空氣中的柴油更難著火。不容易著火的特點(diǎn)，促成了柴油可以均值的混合劑形式出現(xiàn)在汽缸里面，以高效的燃燒方式均值壓燃，就能把碳煙減輕下來(lái)。我們通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上做的大量研究，發(fā)現(xiàn)甲醇和柴油一起燃燒，雙燃料燃燒時(shí)間晚，爆發(fā)壓力比較高，熱效率得到大概提升2%。為了把這種燃燒方式運(yùn)用到車(chē)上檢查實(shí)際運(yùn)行效果，我們?cè)诳ㄜ?chē)上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。測(cè)試結(jié)果是：不到1.5 L 的甲醇可以換得1 L 的柴油，效率大概提升30%以上。為了提高實(shí)用性，我們提出了柴油和甲醇的組合燃燒技術(shù)。因?yàn)椴裼头浅Ｈ菀讍?dòng)，而甲醇不好啟動(dòng)，無(wú)法直接壓燃。所以就用柴油先把發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)起來(lái)，等到發(fā)動(dòng)機(jī)全熱了之后，再向柴油里面噴入甲醇形成混合劑，完成組合燃燒。這種燃燒方式的最大特點(diǎn)是，可以動(dòng)態(tài)地精準(zhǔn)匹配柴油和甲醇兩種燃料的燃燒，完全是智能化的。使用甲醇和柴油的智能化燃燒，可以不用尿素達(dá)到國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的智能排放，不用SCR 就可以解決難題。

上述基礎(chǔ)的一些開(kāi)發(fā)，已經(jīng)在12 個(gè)省、2 個(gè)市得到了應(yīng)用，東邊最遠(yuǎn)到達(dá)黑龍江省佳木斯的同江市，西邊是新疆阿克蘇，北邊是內(nèi)蒙古自治區(qū)的錫林郭勒，最南邊云南已經(jīng)在運(yùn)用；適配機(jī)型領(lǐng)域包括礦山、機(jī)車(chē)、輪船等。一般來(lái)說(shuō)，我們開(kāi)發(fā)的滿足雙燃料燃燒方式的發(fā)動(dòng)機(jī)，不需要做很大改動(dòng)，只需在進(jìn)氣系統(tǒng)方面加入甲醇噴射系統(tǒng)。

廣西玉柴機(jī)器股份有限公司總裁助理、工程研究院院長(zhǎng)林鐵堅(jiān)：商用車(chē)動(dòng)力開(kāi)發(fā)不單是考慮排放，也要考慮用戶整體價(jià)值需求

廣西玉柴機(jī)器股份有限公司總裁助理、工程研究院院長(zhǎng)林鐵堅(jiān)

商用車(chē)國(guó)Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)始實(shí)施了。從整個(gè)市場(chǎng)用戶的需求來(lái)說(shuō)，排放升級(jí)將帶來(lái)成本增加，所以要考慮到全方位服務(wù)用戶，應(yīng)該全盤(pán)綜合性的去考慮產(chǎn)品升級(jí)。

從動(dòng)力總成發(fā)展到新能源來(lái)看，會(huì)帶來(lái)很大沖擊。我們可以看到，在未來(lái)，特別是在長(zhǎng)途物流運(yùn)輸領(lǐng)域，傳統(tǒng)商用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)還是主要?jiǎng)恿?。所以，如何做好商用?chē)節(jié)能也是非常關(guān)鍵的任務(wù)。從國(guó)Ⅴ升級(jí)到國(guó)Ⅵ，如何做到更高的熱效率？對(duì)于全新的國(guó)Ⅵ產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，不單單是考慮排放，也要考慮用戶整體的價(jià)值需求，特別是油耗的情況。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的產(chǎn)品升級(jí)是無(wú)法滿足要求的，一定要有一個(gè)全新理念、全新技術(shù)的產(chǎn)品平臺(tái)，才能支撐未來(lái)全方位的發(fā)展。

那么如何考慮性能和產(chǎn)品排放的平衡？發(fā)動(dòng)機(jī)要更強(qiáng)化、輕量化、更加節(jié)能。車(chē)輛管理部門(mén)和用戶對(duì)實(shí)現(xiàn)超低排放并同時(shí)達(dá)到油耗降低的要求，需要商用發(fā)動(dòng)機(jī)制造商應(yīng)用新的技術(shù)，進(jìn)行整體的動(dòng)力開(kāi)發(fā)；盡可能通過(guò)仿真、虛擬以及硬件結(jié)合的手段，全面覆蓋整個(gè)工況測(cè)試和標(biāo)定?？傮w來(lái)看，技術(shù)創(chuàng)新要從用戶的需求和排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)出發(fā)，這就是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的一個(gè)驅(qū)動(dòng)力。對(duì)于商用車(chē)來(lái)說(shuō)，在降低油耗和減少排放方面，還有很大的潛力去完成。