更严苛的排放标准逼近
2022-07-13赫炎设计邱洪涛
文/赫炎 设计/邱洪涛
1月24日,国务院印发《“十四五”节能减排综合工作方案》,明确提出将研究制定下一阶段轻型车、重型车排放标准和燃油品质标准,这意味着国Ⅶ排放标准将被提上日程。到了两会期间,有更多的汽车行业代表纷纷提出有关汽车排放方面的意见和建议,一时间有关排放的话题再次被提起。
首先看国外,2020年10月,欧盟委员会超低排放联盟(Clove)公布了欧Ⅶ排放标准草案,引发了欧洲汽车行业与欧盟的博弈,直至今日。欧盟委员会原定于2021年第四季度推出最终版的欧Ⅶ排放标准立法提案,被推至2022年4月5日,前不久又再次宣布推迟至7月20日。
根据欧Ⅶ排放标准要求,车辆的氮氧化物(NO)排放应该降低到30mg/km,一氧化碳(CO)排放将从500~1000mg/km降低到100~300mg/km,这一标准甚至远低于目前便携式排放测量系统的误差值,还追加了氨气(NH3)、甲烷(CH4)等指标。同时针对欧Ⅵ阶段曾经赦免的部分极限工况,在欧Ⅶ阶段继续加严,并计划在2025年实施。具体到实际方面,也就是需要将加热电触媒配置在常规汽油车上,强制汽车制造商在车上增加两个1.0L常规三元触媒、一个2.0L颗粒过滤器、一个氨泄漏触媒,以进一步降低空气污染物有序最大排放量。同时建议在常规汽油车上搭载发动机诊断系统,监视和确保在15000英里(241401km)内满足排放标准。这样的标准将会使车辆整体性能极度降低,制造成本极大增加,由于过于严苛,超过了以往的技术壁垒,实际上内燃机车辆根本无法达到,等于被禁止使用。该标准一经公布,当即遭到欧洲汽车制造商协会(ACEA)的强烈反对。
在汽车行业看来,如果实施欧Ⅶ排放标准,将带来更高的合规成本,需要更清洁的尾气后处理技术,最终可能会导致生产传统内燃机汽车无利可图。根据欧洲汽车制造商协会(ACEA)的说法,欧Ⅶ排放标准一旦实施,将限制大排量高性能内燃机汽车,即使是小排量的经济型内燃机汽车也将受到影响,使企业难以维持生产。按照欧Ⅶ排放标准,目前在售的燃油汽车均不能满足,即使是48V轻混技术也无法达标,混合动力汽车也基本无法实现欧Ⅶ排放标准的要求,仅有纯电动汽车才能符合要求。因此,欧洲汽车制造商协会(ACEA)在《至欧盟委员会欧Ⅶ排放行业信函》中提到,2025年实施欧Ⅶ排放标准在一定程度上相当于直接在2026年宣布了内燃机死刑,欧洲汽车企业强烈反对,甚至批评欧盟委员会:“这是对欧洲工业的政治终结。”各国根据这种情况,纷纷发布了燃油车禁售计划。
世界各国(地区/城市)燃油汽车禁售计划时间表禁燃国家/区域 提出时间 提出方式 实施时间 禁售范围挪威 2016年 国家计划 2025年 汽油、柴油车荷兰 2016年 议案 2030年 汽油、柴油乘用车巴黎、马德里、雅典、墨西哥 2016年 市长签署行动协议 2025年 柴油乘用车加利福尼亚州 2018年 政府法令 2029年 燃油公交车德国 2016年 议案 2030年 内燃机车法国 2017年 官员口头 2040年 汽油、柴油车英国2017年 官员口头 2040年 汽油、柴油2018年 交通部门战略2020年 政府文件 2030年英国苏格兰 2017年 政府文件 2032年 汽油、柴油车印度 2017年 官员口头 2030年 汽油、柴油车中国台湾 2017年 政府行动方案 2040年 汽油、柴油车中国海南 2018年 政府规划 2030年 汽油、柴油车爱尔兰 2018年 官员口头 2030年 汽油、柴油车以色列 2018年 官员口头 2030年 进口汽油、柴油乘用车意大利罗马 2018年 官员口头 2024年 柴油车
再来看看国内,国Ⅰ排放标准于2001年7月1日开始全面实施,目前实施的国Ⅵa排放标准于2019年7月1日开始全面实施,期间的间隔并不长,尤其是由国Ⅴ排放标准升级到国Ⅵa排放标准仅仅间隔两年,而比欧Ⅵ排放标准还要严格的国Ⅵb排放标准将于2023年7月1日正式实施。按照这个趋势,国Ⅵ排放标准已经比欧Ⅵ排放标准严苛,那么国Ⅶ排放标准必然比欧Ⅶ排放标准更加严苛,而且按照国Ⅵ排放标准的实施时间,国Ⅶ排放标准可能也将先于欧Ⅶ排放标准实施,按照推算,可能实施的时间是在2029年。
汽油车排放mg/km欧洲 中国欧Ⅴ 欧Ⅵ 国Ⅴ 国Ⅵa 国Ⅵb一氧化碳(CO) 1000 1000 1000 700 500非甲烷烃(NMHC) 68 68 68 68 35氮氧化物(NOx) 60 60 60 60 35细颗粒物(PM) 5 4.5 4.5 4.5 3颗粒数,PN/km———6×1011 6×1011
按照目前排放技术,排放标准升级最主要是催化器升级。以国Ⅵ排放标准为例,一辆乘用车更换一台处理器需要几万元,一辆商用车更换一台处理器需要几十万元,算下来一台处理器约占整车成本的六分之一。假设按照国Ⅵ排放标准实施情况推算国Ⅶ排放标准实施阶段的情况,正在预研的国Ⅶ排放标准要求车辆的车载排放诊断系统要能够保证车辆发动机在25万km生命周期内的排放符合标准,但目前这种生命周期诊断系统还没有纳入考核。一旦在国Ⅶ排放标准实施的情况下,这些诊断及处理系统就仿佛演变成了小型实验室,其要求精度很高,成本也就随之增长,最终后处理的成本可能约占整车成本的一半,将大幅加重普通消费者的用车成本和车企的成本。
回顾国内每次排放标准升级,都是在欧盟排放标准影响下实现,我们用20年的时间,走完了欧美国家用了30年走过的排放标准升级道路,经历了排放控制标准的初期制定、探索、借鉴学习到自我发展,直至超越的过程,这其中既有自豪和骄傲,也有苦涩和难熬。
2021年,东风汽车集团副总经理尤峥就曾提出,希望国家能够尽快出台国Ⅶ排放标准,使企业能更早明确应对路线,尽早投入研发。他指出,在2025年以前,汽车行业除新能源外,另一个重要主题就是国Ⅶ排放标准。广汽集团董事长曾庆红也曾提出,希望国家吸收国Ⅵ排放标准转换经验,出台稳定持续的政策。今年两会期间,也有企业代表提出相关提案。来自玉柴的人大代表徐燕妮就提出,国Ⅶ排放标准的污染物排放限制更严苛,在排放标准不断升级的背景下,我国商用车企业和发动机企业等零部件企业要深刻洞悉市场,做好技术储备。她建议,国家对重型商用车国Ⅶ排放标准的时间确定在2028年或更晚一点,让企业能有更充足的时间攻关,更好地研发新产品,为中国机械制造业发展引擎赋能。她具体建议到,国Ⅶ排放标准排放值分两个阶段实施:第一阶段排放值与国Ⅵ标准一致,仅在整车排放限值方面加严50%,三年后再进入第二阶段,按照国Ⅶ排放标准实施。从以上企业代表的表态可以看出,我国企业已经对排放标准升级有了深刻认识和思路,并开始有所准备。
随着“碳达峰”“碳中和”目标提出,对排放严格管理依然是必然趋势。而且,尽管目前中国新能源汽车正在加速发展,但燃油汽车仍将在很长一段时间内占据重要的市场地位。2021年11月,国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》,提出到2025年新能源汽车新车销量达到汽车新车销量的约20%,意味着2025年还有80%是燃油汽车(包括油电混合动力)车型。因此,对于车企来说,除了大力发展新能源汽车,满足不断升级的排放标准依然是未来的主题之一。