轻型柴油汽车排放控制技术的成本估计



轻型柴油汽车排放控制技术的成本估计

目前，对于排放控制技术的成本评估主要是由政府机构完成的，评估的方法也主要依照当时的成本/效益分析，并超前于排放法规的实施，这在某些情况下高估了需要采用的技术。因此，对各种排放等级所需要的技术及成本进行系统的分析，并实时更新，以便各国在考虑采用更严格的排放标准时做出明智的决策。

自从1966年美国加利福尼亚州开始实施排放标准后，开启了在轻型车辆上应用减排技术的序幕。PM、NOx、HC和CO是柴油机需要控制的主要污染物。目前，控制NOx和PM的最主要商业技术分为缸内排放控制技术和后处理技术。缸内排放控制技术包括3种系统：燃油喷射系统、空气处理以及废气再循环（EGR）系统。对于轻型车辆，可采用的NOx后处理控制主要有：稀燃NOx捕集技术（LNT）和选择性催化还原技术（SCR）；而PM后处理装置主要有氧化催化转换器（DOC）和柴油微粒过滤器（DPF）。

燃料喷射系统主要分为旋转泵式和高压共轨式。旋转泵式喷射系统作为基本组，主要应用于欧1标准；对于欧2标准的旋转泵式喷射系统在欧1标准上，增加了成本价值50美元的电磁阀。而主要应用于欧3标准的高压共轨技术的成本在600美元左右。涡轮增压技术主要应用于欧4、欧5标准，对于一台排量为2.0L柴油机的涡轮增压器，其成本大约为150美元；一个电驱动的可变几何形状涡轮增压器成本大约在125美元；而一台中冷器的零售价在150美元左右，其成本价约为60美元。针对一台排量为2.0L的发动机而言，EGR系统成本包括：一个价值30美元的电磁阀、一个38美元的DC电机以及适用不同等级的中冷器。欧3、欧4、欧5、欧6的中冷器价格分别为35美元、42美元、50美元、56美元。

后处理技术主要包括：DOC、 DPF、LNT、SCR，且4种技术成本均与发动机的排量有关。其中，DOC的成本为＄DOC（Vd）＝37× Vd＋6；DPF的成本为＄DPF （Vd）＝135×Vd＋53；LNT的成本为＄LNT（Vd）＝188×Vd＋27；SCR的成本为＄SCR（Vd）＝72×Vd＋297。

通过上述分析可知，一旦引入高压共轨燃油喷射系统和后处理系统，柴油发动机排放控制成本就将大幅攀升，欧2的排放控制成本大约为140美元，而欧6的成本将近1600美元，增幅达10倍以上。

Francisco Posada et al. SAE 2013-01-0539.

编译：郭明超