排放标准漫漫升级路
2014-11-24贾泽辉
本刊记者 贾泽辉
近两年来,全国各地频繁出现大范围持续性雾霾天气,引发全社会对环境保护的广泛关注。环保部日前发布《2013年中国机动车污染防治年报》,公布了2012年全国机动车污染排放状况。年报显示,我国已连续四年成为世界机动车产销第一大国,机动车污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因,机动车污染防治的紧迫性日益凸显。
按燃料分类,占全国机动车总量不到两成的柴油车却贡献了超过汽车排放总量70%以上的氮氧化物(NOX)和超过90%的颗粒物(PM),柴油车污染治理成为关键领域。而对同样以柴油为主要燃料的“喝油大户”非道路移动机械而言,至今仍然执行的是国Ⅱ排放标准,其对环境造成的污染更是令人担忧。
在工程机械产品的大家族中,既涵盖汽车起重机、随车起重机、自卸车、混凝土搅拌运输车、混凝土臂架式泵车等需要挂牌上路的道路车辆,又包括挖掘机、装载机、压路机、推土机、平地机等以场地作业为主的非道路移动机械。在我国节能减排政策和浪潮的推动下,与工程机械行业息息相关的机动车排放标准、非道路移动机械排放标准以及柴油油品标准的升级必将对工程机械行业及其上下游的发展产生极其深远的影响。
排放标准升级是大势所趋
在严峻的环境形势压力下,机动车排放标准升级已然成为大势所趋。在2013年7月1日这个时间节点上,已经被两度推迟的柴油车国Ⅳ排放标准正式实施。
早在2009年01月05日,环保部就下发了关于国家第Ⅳ阶段机动车排放标准实施方案征集意见的通知,确定了重型柴油车将于2010年1月1日起实施国家标准《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(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》(GB 17691-2005)第Ⅳ阶段排放控制要求。随后,由于技术、成本等方面的制约,因符合标准的柴油供应不到位,国Ⅳ标准先后经历了两次推迟,2011年12月29日,根据《国务院关于印发国家环境保护“十二五”规划的通知》以及《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》的要求,环保部发布国Ⅳ标准有关事项公告,公告中强调自2013年7月1日起,所有生产、进口、销售和注册登记的车用压燃式发动机与汽车必须符合国Ⅳ标准的要求。
2013年5月10日,工业和信息化部也通过第三方机构发布了《关于实施重型柴油车国Ⅳ排放标准的通知》,要求按照《车用压燃式发动机排气污染物限值及方法》(GB 17691-2005),决定自2013年7月1日起,新申报重型柴油车产品均应符合国Ⅳ排放标准,并停止受理国Ⅲ重型柴油车新产品。
除了对新生产重型柴油车及车用柴油机产品作出了明确的国Ⅳ排放要求之外,根据国家要求,各地也正在陆续开展在用柴油车排放污染的治理工作,全国掀起一场“黄换绿”的环保浪潮。针对达不到国Ⅲ排放标准的黄标柴油车,全国各省市和地区陆续推出限行及提前淘汰补贴政策,另外一些省市针对车况较好且行驶里程较少、残存价值较高的国Ⅱ标准黄标柴油车,通过采取加装颗粒过滤器(DPF)装置进行治理改造,使其颗粒物排放达到国Ⅲ以上标准的绿标车水平,并且接受日后的道路排放实时监控。
发动机技术升级早有准备
柴油发动机国Ⅲ升级国Ⅳ,并不是简单的一个数字提升,而是一个技术标准的整体提升,两者的区别在于高压共轨技术的升级和后处理系统的应用。国Ⅳ发动机不仅增加了颗粒捕集器DPF,还有排放后处理技术的应用,也是柴油发动机国Ⅲ升级国Ⅳ必然的技术要求。对于后处理技术,国内目前有两种技术路线,即EGR技术(废气再循环)和SCR技术(选择性催化还原)。
从技术层面讲,柴油发动机完成国Ⅲ到国Ⅳ标准的升级,并不存在难度。目前,国内主流的康明斯、潍柴、玉柴、上柴、道依茨等柴油发动机企业均具备了国Ⅳ乃至更高排放标准的柴油发动机研发、生产以及售后服务能力,配用柴油发动机的整车制造企业也为全面推进国Ⅳ做足了准备。
对于挖掘机、装载机、压路机等属于非道路机械类的工程机械用发动机而言,主要柴油发动机企业也已做好了从国Ⅱ升级到国Ⅲ的产品准备。在节能减排的大形势下,面对国Ⅲ、国Ⅳ柴油供应不到位的现实,工程机械整机企业也另辟蹊径,相继开发出了以天然气为燃料的CNG、LNG装载机、挖掘机、混凝土搅拌运输车、混凝土泵车等产品,并在市场上取得不错的销售和反响。
油品质量不达标成关键障碍
业界普遍认为,油品是影响国Ⅳ排放按时实施的最重要的一个因素。如果想要真正在全国范围实施柴油车国Ⅳ排放,那么首先柴油要达到国Ⅲ标准,通过SCR等后处理系统,方可达到国Ⅳ阶段污染物排放限值。
2013年7月1日起,国家规定全国车用柴油执行国Ⅲ标准
记者了解到,目前全国各地油品供应差别很大,车油不配套仍然是悬而未决的关键性问题,即便实施国Ⅳ排放标准,油品质量很难跟上实施步伐。油品质量不达标,不仅关系到车辆排放是否达标,最重要是直接影响到车辆的正常使用和发动机的寿命,增加车辆的维修成本。
前几年,国内汽油质量步步升级,可是柴油质量却一直停滞不前。2013年7月1日之前,国内柴油执行的仍多是国Ⅱ标准,只有少部分地区陆续执行地方性的第Ⅲ、Ⅳ阶段标准。2013年7月1日之后,国家规定全国柴油执行国Ⅲ标准,国Ⅱ柴油将全面退出市场。按照规定,普通柴油的硫含量指标由不大于0.2%降至不大于0.035%,等同于目前市场上国Ⅲ车用柴油的硫含量标准。升级完成后,国内车用柴油与普通柴油的差异主要在十六烷值上,国Ⅲ车用柴油的十六烷值要求不小于49,普通柴油的十六烷值要求不小于45。
目前国有炼油企业已基本完成装置升级改造,具备生产国Ⅲ柴油的能力,在一些大中型城市保障供应没有问题。但事实上受到油源限制及资金实力等多条件制约,民营企业油品升级整体进度并不理想,仅个别民营企业油品能够达到国Ⅲ标准,满足全国范围内的国Ⅲ柴油供应还需尚待时日。
同时,面临日益严峻的环境形势,中央政府坚定了节能减排的决心,油品质量升级步伐提速。2013年2月7日,国家质检总局、国家标准委批准发布了GB 19147-2013《车用柴油(Ⅳ)》国家标准,标准规定了第Ⅳ阶段车用柴油的硫含量不大于50ppm,过渡期至2014年12月31日。2013年6月8日,国家质检总局、国家标准委又发布了GB 19147-2013《车用柴油(Ⅴ)》国家标准,标准规定了第Ⅴ阶段车用柴油的硫含量不大于10ppm,过渡期至2017年12月31日。
据记者了解,北京、上海已经先于国家油品升级时间表率先提供国Ⅳ、国Ⅴ柴油,广东于2014年1月1日起在全省范围内销售国Ⅳ柴油,南京市为迎接青奥会将从2014年4月1日起直接从国Ⅲ柴油切换到国Ⅴ柴油,成都、青岛、杭州等城市也陆续开始提供国Ⅳ柴油。随着国Ⅳ柴油标准强制执行大限的临近,在2014年内,将会有更多的省市和地区跟进和实现国Ⅳ柴油的供应。
尿素溶液加注渠道配套不足
据记者了解,国内重型柴油车升级为国Ⅳ排放标准通常采用SCR后处理系统,即依靠尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理,利用尿素溶液在发动机高温尾气汽化后产生的氨,作为柴油机动车辆尾气选择性催化还原的还原剂,从而使尾气中的氮氧化物转化为无害的水蒸气和氮气,减少排放。
对于采用SCR技术路线的国Ⅳ柴油车来说,尿素已成为一种消耗品,需要随时加注。但目前国内车用尿素溶液目前还没有完善的供应系统,满足车辆随处及时添加尿素溶液还是一个较大难题。
据业内人士分析,中国目前还并不具备大规模建设车用尿素加注站的条件,按照欧洲成熟的车用尿素推广模式预计至少还需3~5年。当前市场上大多采用的是用桶装尿素溶液来满足国Ⅳ柴油车的需求,但是车用尿素对温度要求较为严苛,在-11℃以下会出现结晶,又对桶装尿素溶液的储存和运输提出了较高的要求
采购国Ⅳ柴油车和加注尿素溶液对用户造成的新增成本也是业界较为关注的问题。同样配置的车型,符合国Ⅳ排放标准的车型成本将比国Ⅲ车型上涨数万元不等,此外为使柴油车尾气排放达到国Ⅳ标准,要不断加注车用尿素溶液,增加了车辆后期运营成本。购车成本与运营成本的双线上涨使用户面对国Ⅳ产品产生抵触,市场推进受阻。记者认为,理性看待国Ⅳ产品成本增加、价格上涨,尚需政府机关、整车企业、发动机企业、用户多方共同努力寻求到解决之道。
非道路机械地方排放标准加紧升级
随着非道路机械保有量的不断增加,非道路用发动机的污染物排放量也越来越受到关注。
2009年9月28日,环保部发布关于实施非道路移动机械用柴油机排放标准第Ⅱ阶段的公告,规定从2009年10月1日起,所有新定型的非道路移动机械用柴油机必须符合《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国I、II阶段)》(GB 20891-2007)第Ⅱ阶段型式核准排放限值的要求。2009年10月1日起,停止对达到GB 20891-2007第Ⅰ阶段排放限值的机型(系族)的型式核准申报。2010年10月1日起,停止仅达到GB 20891-2007第Ⅰ阶段排放限值的机型的制造、进口、销售,对已通过型式核准达到GB 20891-2007第Ⅰ阶段排放限值要求的非道路移动机械用柴油机,企业应在此过渡期内合理安排制造、进口、销售计划。
2013年,福田雷沃重工推出FR60国Ⅲ排放小型挖掘机
DB 11/185-2013规定的非道路机械用柴油机排气污染物排放限值(第Ⅲ阶段)
DB 11/185-2013规定的非道路机械用柴油机排气污染物排放限值(第Ⅳ阶段)
从目前来看,全国非道路移动机械执行的仍然是国Ⅱ排放标准,车用柴油目前已有国Ⅲ标准,但柴油车大量使用的仍是国Ⅲ标准以下的普通柴油,硫含量甚至高于2000ppm。
2013年2月16日北京市环保局发布DB 11/184-2013《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》和DB 11/185-2013《非道路机械用柴油机排气污染物限值及测量方法》两项地方标准,拉开了国内实施非道路机械用柴油机Ⅲ阶段排放的序幕。
这两项非道路机械排放标准已经于2013年7月1日起正式实施。实施对象主要包括工程机械、农业机械和园林机械三大类中使用柴油的机械,如挖掘机、装载机、推土机、压路机和叉车等。据了解,上述两个标准将新生产的非道路机械分为两个阶段实施:2013年7月1日起实施北京第Ⅲ阶段(相当于欧洲Stage IIIA阶段)标准;2015年1月1日起实施北京第Ⅳ阶段(相当于欧洲Stage IIIB阶段)标准。
相比欧美发达国家而言,中国非道路机械排放法规已经落后了一大截,欧美130~560kW功率范围的柴油发动机从2014年开始已经分别执行Stage IV和Tier 4最终期标准,56~130kW功率范围的柴油发动机也将从2015年开始执行Stage IV和Tier 4最终期标准。北京非道路机械国Ⅲ排放标准的实施必将带动全国其他省市非道路机械排放标准加速升级,进而推动全国非道路机械排放标准向前发展,争取早日实现与国际接轨。
美国非道路排放法规
欧洲非道路排放法规