中國應慎重發展柴油乘用車

最近,大眾汽車“排放門”事件使柴油乘用車的環保問題再度成為討論焦點,也對我國如何發展柴油乘用車提出了新的命題。

在今年工信部發布的《中國制造2025》規劃系列解讀中,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。為此,發展輕型柴油車,特別是柴油乘用車的呼聲日益高漲。隨著我國全面供應國四車用柴油,2017年底前還將全面供應國五車用柴油,再加之車用柴油價格比車用汽油便宜,我國已基本具備發展柴油轎車的客觀條件。

但是,我國真的適合發展柴油乘用車嗎?僅就環保排放而言,達到歐Ⅳ、歐Ⅴ甚至是歐Ⅵ的柴油乘用車實際運行時真的清潔嗎?或許,通過梳理柴油乘用車在其他國家的發展情況,有助于更理性地思考中國柴油乘用車的發展前景。

一、歐洲已開始反思柴油乘用車的發展方式

1、柴油乘用車排放成為空氣污染的重要原因

歐洲是柴油乘用車保有量最多的地區,近年來有研究發現,柴油車排放污染是導致歐洲大城市空氣質量不達標的重要原因。

從表面看,這是由于柴油車排放標準設置的放松。歐洲從執行歐Ⅰ機動車排放標準起,就對輕型柴油車網開一面。以氮氧化物為例,同基準質量的柴油轎車與汽油轎車相比,歐Ⅰ時是1.4倍,歐Ⅱ時是1.8倍,從歐Ⅲ到歐Ⅴ始終是同標準汽油車的三倍多,直到歐Ⅵ標準才和汽油轎車的限值基本一致,但這只是實驗室認證試驗的要求。在歐盟地區,柴油乘用車的尾氣排放是產生車輛氮氧化物的最大元兇,它使空氣中的氮氧化物濃度超出標準。

更深層次地看,柴油乘用車在實際運行時,氮氧化物和顆粒物遠超過標準限值。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汽油車要復雜得多,而且后期維護較難、成本較高,比如顆粒物捕集器(DPF)要定期清理、選擇性催化還原系統(SCR)要定期添加尿素溶液等,這就使其理論上在實驗室可以達標,但實際道路運行時很難真正達標。

國際清潔交通委員會(ICCT)與加州環保局通過試驗研究發現,輕型柴油車氮氧化物的實際排放量遠遠高于認證試驗排放限值。早在2011年ICCT就發現,歐Ⅲ、歐Ⅳ、歐Ⅴ柴油轎車的實際排放分別是標準限值的2倍、3.2倍和4.4倍。2014年ICCT的報告指出,在歐洲地區,歐Ⅵ排放標準的柴油機實際氮氧化物平均排放水平高于標準限值7倍多。這主要是由于車輛在實際駕駛過程中,由于周圍環境的復雜性使得發動機的載荷隨時可能發生非連續的變化,此外柴油發動機的尾氣后處理系統可能會產生尾氣再生現象。報告認為,車輛之所以能通過歐洲的環保型式核準,主要是采用了目前過于理想化的測試循環工況,而不是采用更貼近實際駕駛工況的測試方法。近期曝出的大眾“排放門”事件,便印映了這一觀點。

2、歐洲開始反思并對柴油乘用車的使用采取行動

柴油車排放污染不但使城市空氣質量受到影響,其排出的氮氧化物會嚴重影響人類健康,因此歐洲許多大城市都在反思,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對此采取行動。以法國為例,80%的法國車主都駕駛柴油車。法國總理曼紐爾·瓦爾斯去年表示,法國將逐步淘汰柴油私家車,并建立汽車廢氣污染排放識別系統。同時,法國政府還提高柴油產品消費稅,促使民眾選擇更環保的車輛,并準備制定計劃,鼓勵更多的車主換掉柴油引擎。法國能源部長塞戈萊納·羅亞爾去年曾表示,棄柴油車改開電動車的車主可以獲得最高1萬歐元的獎勵。巴黎市長伊達爾戈計劃到2020年,在巴黎全面禁止柴油機動車上路,以減少環境污染。

再看英國。在英國的城市空氣污染物中,氮氧化物居高不下,在很大程度上是由于近些年保有量越來越高的柴油車排放所致。倫敦大學的研究小組在牛津街測到的二氧化氮平均指數超過歐盟標準3倍多,日間污染程度尤甚。倫敦市長鮑里斯·約翰遜表示,將全力推動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更是建議政府全面取締柴油汽車,以減少空氣污染。

從歐洲其他國家看,挪威奧斯陸市議會正在考慮提高柴油車進入城區的準入費。意大利米蘭市中心區域明令禁止歐0、歐Ⅰ、歐Ⅱ以及歐Ⅲ排放標準的柴油車駛入,對于裝配了柴油過濾系統的歐Ⅲ標準柴油車以及采用其后排放標準的車輛收取5歐元準入費;從2017年開始,將對沒有裝配凈化裝置的歐Ⅳ排放標準車型實施禁令。

二、美日韓如何看待柴油乘用車

歐洲之所以放寬對柴油乘用車的環保要求,關鍵原因是歐洲油價較高,因此將燃油經濟性置于重要位置,允許更加省油的柴油車發展。相反,在油價相對較低的美國,排放法規實施“燃料中立”原則,即從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。這就要求柴油乘用車需同時配置DPF和SCR/LNT(稀燃氮氧化合物補集器)裝置才能排放達標,從而導致柴油車的價格遠高于汽油車,使其在美國的市場份額極小。日本的情況與美國類似,而且日本一直采用混合動力技術路線來降低汽油車的油耗。

在2007年之前,韓國汽油和柴油乘用車一直都實施美國排放標準,但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乘用車雖然優于歐洲標準,但售價過高,在美國和歐洲市場都沒有競爭力。與此同時,雖然歐洲企業生產的柴油乘用車競爭力較強,但因為沒有達到美國標準,所以不能出口到韓國市場。按照貿易對等原則,為擴大出口,打開歐洲柴油乘用車市場,韓國汽車企業游說國會和政府,在韓國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。目前僅在首爾地區,700萬輛機動車中就有170萬輛柴油乘用車,對空氣造成了污染。韓國政府也在反思并考慮如何解決這一問題。

三、中國應繼續按歐洲模式發展輕型柴油車嗎?

1、排放污染問題使北京市限制輕型柴油車發展

北京市自從2002年實施國二標準以來,一直不允許發展輕型柴油車,主要是基于以下考慮:

第一,顆粒物和臭氧污染是北京市大氣環境中較為突出的問題,為改善大氣質量,這兩種污染物是控制重點。而柴油車排放恰好以這兩種污染物為主要特征,且排放問題比汽油車更嚴重。除氮氧化物外,在歐Ⅳ之前柴油乘用車的顆粒物排放限值遠高于汽油車,直到歐Ⅴ標準才和汽油車限值統一,但氮氧化物問題依然嚴重。因此,北京市嚴格限制輕型柴油車發展。

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。相對而言,重型柴油車無法全部用汽油車替代。

第三,借鑒國外相關管理經驗。在美國、日本等地,為控制污染,規定輕型柴油車與輕型汽油車需執行相同的排放限值,因此大部分輕型柴油車難以達到要求,少部分可以達標的車型由于成本大幅增加,銷售價格遠高于同類型汽油車,間接限制了輕型柴油車的發展。

第四,周邊省市柴油品質無法滿足北京市輕型柴油車出京使用要求。盡管目前北京市落實了各階段標準油品,但周邊省市的油品尚未達到相關標準,難以滿足車輛出京使用。以實施第五階段油品為例,北京市的車用柴油硫含量小于10ppm,而周邊供應的柴油為350ppm,甚至更高。由于第五階段的輕型柴油車都安裝DPF裝置,必須使用硫含量小于50ppm的低硫柴油,否則該裝置將損壞,造成車輛故障甚至堵塞排氣系統。

第五,有研究表明,柴油車排放的顆粒物和氮氧化物對人體健康有害,是造成癌癥發病率提高的主要原因。

從2002年至今,北京市機動車保有量增加了近300多萬輛。設想如果其中有100萬輛是柴油乘用車,相當于在北京增加了至少300萬輛汽油車的氮氧化物排放,那么空氣污染會比今天更嚴重。

2. 我國應慎重考慮發展輕型柴油車

我國從今年起剛開始全面實施輕型車國四標準,即使在2018年前后實施國五標準,且不說歐洲這兩個階段的輕型柴油車排放標準實施得并不理想,僅在中國相對擁堵的實際行駛工況下,其排放情況就令人擔憂。從最近掀起軒然大波的大眾汽車“排放門”來看,就連最嚴格的歐Ⅵ標準柴油乘用車也同樣存在嚴重問題。

近兩年,北京對8000輛國四、國五的柴油公交車進行了大規模改裝治理,每年可減少氮氧化物排放2800多噸。這些等同于歐Ⅳ和歐Ⅴ標準的柴油公交車,雖然在排放認證中顯示出低排放,但在實際運行中氮氧化物排放遠高于相應的國三車甚至國二車。從輕型柴油車到重型柴油機,國四和國五標準的車輛在實際運行中排放都比限值高出許多。

輕型柴油車的工作原理決定其在氮氧化物、顆粒物排放和噪聲方面有明顯缺陷,再加之歐洲認證試驗用的NEDC工況是固定工況,不能真實反映車輛在實際道路上的行駛工況,從而使通過排放型式核準的車輛在實際中嚴重超標。雖然目前歐洲正在制定歐Ⅵc標準,將采用可以真實反映實際道路行駛排放狀況的RDE 工況,但是否有效仍需實踐檢驗。

預計我國將在2022年前后全面實施國六標準,目前標準起草組基本確定“燃料中立”原則,并打算采用RDE工況。但問題的關鍵是,在國六之前是否按部就班地實施有先天缺陷的國四、國五標準?筆者認為,應當依法對國四、國五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。過渡方法有兩個,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,同時在過渡階段積極開發并使用中國工況;二是在RDE工況制定出來并證明其有效之前,暫緩發展輕型柴油乘用車。

隨著近年來汽油發動機的進步,特別是直噴汽油機和混合動力技術的發展,輕型柴油車在經濟性、動力性和減少溫室氣體效應等方面的優勢,正在逐步降低。在油耗方面,直噴汽油機和柴油機的差距已經縮小,而直噴汽油機的當量比后處理比柴油機成本低很多,在實際運行中排放控制更有保證。而對于擁堵嚴重的北京等中國大中城市而言,混合動力技術在油耗及排放控制方面比柴油車更有優勢。

另外值得注意的是,重型柴油車通常在夜間人們休息時進城,而柴油乘用車絕大多數是白天在城市中行駛,這正是人群活動的高峰時段,由于污染物是低空排放,就在人的呼吸帶上,對人體健康的危害更直接。其排放的氮氧化物中有一半會轉化成PM2.5,且排放的致癌顆粒物遠高于汽油車,如果按照歐洲方式一年發展500萬輛柴油乘用車,每年治理多排放出的4萬噸污染物費用就需40億元,這還沒計算由于柴油車排放引起的健康問題所需的治療費用。所以從環保角度出發,對于中國如何發展柴油乘用車的問題,需決策者慎重思考。

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