重型柴油機國Ⅳ技術路線及實施建議

1、1重型柴油機國重型柴油機國技術路線及實施建議技術路線及實施建議 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會 2thanks !中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control3ocvec組織其核心成員，圍繞著目前國際上在重型柴油車排放控制的兩個主流技術路線（scr和（egr+dpf），進行探討。目的是為中國柴油機的技術發(fā)展提供指導建議。o特別感謝巴斯夫催化劑（上海）有限公司以及宋月華女士對本報告的貢獻。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治

2、委員會committee of vehicle emission control4一一前言前言二二滿足國滿足國4 4排放標準的系統(tǒng)及其選擇排放標準的系統(tǒng)及其選擇三三兩種系統(tǒng)的兩種系統(tǒng)的技術和應用成本分析技術和應用成本分析四四國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗 五五總結及建議總結及建議目目 錄錄中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control5一、前言美國epaus2007排放標準，其中pm排放值為0.01g/bhp-hr,nox排放值為0.20g/bhp-hr. 從2007年開始，要完全實現(xiàn)

3、pm排放標準。對于nox排放標準，實施分階段執(zhí)行的政策，2007年至2009年，重型柴油車的nox排放值要滿足標準要求的百分之五十，到2010年，則要百分之百達標。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control6一、前言o 重型柴油車排放標準國3/4/5已于2006年發(fā)布，等效歐洲。實行時間表分別是2008年、2010年和2012年，北京市在2008年開始執(zhí)行國4。國4技術已經(jīng)進入我國社會。o 國4的排放限值nox從5.0降至3.5、 pm從1.0降至0.02（單位：g/kwh）。o 國際上，通

4、過進一步改進國3發(fā)動機機內(nèi)燃燒技術、再加上（scr或（egr+dpf）來實現(xiàn)。系統(tǒng)部件也較多，技術也非常復雜。 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control7一、前言o我國選用何種技術，主要有以下三個方面考慮：我國選用何種技術，主要有以下三個方面考慮：n技術壓力技術壓力o國3發(fā)動機及其國4/5升級考慮。并未完全掌握自主核心技術，為了滿足新的法規(guī)要求，仍需尋求國外技術支持。 o后處理技術，同樣面臨這個問題。 n成本壓力成本壓力o原型機的成本壓力，主要來自高壓共軌供油系統(tǒng)。o后處理的成本壓力，估計

5、占產(chǎn)品的三分之一。o燃料中硫含量降低成本。硫含量降低至100ppm以下（或者50ppm以下）。n社會壓力社會壓力o基礎結構:采用scr技術帶來一系列社會基礎結構的改變：專用尿素、儲存、供給等等。 o燃料質(zhì)量在各地區(qū)差異o作弊問題。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control8二、滿足二、滿足國國4 4排放標準的系統(tǒng)及其選擇排放標準的系統(tǒng)及其選擇主要的兩種排放控制技術系統(tǒng)(egr + dpf）和scr )：從國際來看，無論哪種技術，都是成熟技術。都是通過進一步改進歐3發(fā)動機機內(nèi)燃燒技術、再加上后

6、處理裝置。 bosh公司 avl公司 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control9二、滿足二、滿足國國4 4排放標準的系統(tǒng)及其選擇排放標準的系統(tǒng)及其選擇o美國的主流技術選擇美國的主流技術選擇 n早在2000年的時候，美國主要的柴油機制造商就宣布各自為滿足us2007排放法規(guī)的技術路線將在scr或egr兩個技術方案間作選擇。截至目前，美國市場已經(jīng)接受了egr/dpf技術路線以滿足us2007標準。美國epa發(fā)布的采用scr技術的輕型和重型柴油車申請排放證書的程序（epa-hq-oar-2006

7、-0886-0002）表明，也接受scr技術。o歐洲的主流技術選擇歐洲的主流技術選擇n在2003年7月，已經(jīng)選擇scr技術來進一步減少nox排放以達到標準。包括daf，daimlerchrysler，iveco，man，renault， scania， volvo，n目前在歐洲的一個明顯趨勢是，長途載重車通常選用scr技術，而短途運輸或者城市公交車則選擇egr/dpf技術。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control10二、滿足二、滿足國國4 4排放標準的系統(tǒng)及其選擇排放標準的系統(tǒng)及其選擇o

8、導致不同主流系統(tǒng)選擇的主因?qū)е虏煌髁飨到y(tǒng)選擇的主因n 美國美國o 一直以來美國的燃油價格要比歐洲的燃油價格低，而尿素價格則相對較高。 o 一個原因是尿素的供應問題一直找不到一個合理的解決方案。 o us2007標準對新車提出了15萬公里無維修的要求，scr技術明顯違背了這一要求。因為大約每5000公里，就要添加一次尿素。因此如果要采用scr技術，還需要向美國epa申請?zhí)貏e許可。n 歐洲歐洲o 主要是成本因素考慮產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。 o 同時某些地方法規(guī)仍然限制沒有加裝顆粒過濾器的車輛不得進入市區(qū)。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of

9、 vehicle emission control11三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術和應用成本分析技術和應用成本分析帶scr的國4排放典型控制系統(tǒng)帶dpf的國4排放典型控制系統(tǒng)中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control12三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術和應用成本分析技術和應用成本分析注：其中綠色部分為明顯的技術優(yōu)勢，黃色部分為相對的技術劣勢。 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control

10、13三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術和應用成本分析技術和應用成本分析 滿足更高排放的滿足更高排放的升級連續(xù)性分析升級連續(xù)性分析中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control14三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術和應用成本分析技術和應用成本分析o上述表格中七項技術不連續(xù)性的解釋如下：上述表格中七項技術不連續(xù)性的解釋如下：1. 增加用于降低nox排放的尾氣后處理scr系統(tǒng)，同時需要引進尿素（adblue）供給系統(tǒng)。2. 引進帶冷卻的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（egr）。3. 引進降低顆粒物排放的尾氣后處理dpf系

11、統(tǒng)。4. 與國三相比，燃油系統(tǒng)具有更高的噴油壓力5. 空氣系統(tǒng)需具備提供高egr率的能力，例如，可變渦輪幾何面積（vtg）增壓系統(tǒng)6. 將通透式被動再生的顆粒過濾器系統(tǒng)替換成壁流式主動再生顆粒捕捉系統(tǒng)7. 引進主動再生dpf的再生標定策略中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control15三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術和應用成本分析技術和應用成本分析o 燃油經(jīng)濟性比較燃油經(jīng)濟性比較n 相對于國三發(fā)動機，scr國四發(fā)動機可節(jié)約燃油5%，同時消耗尿素4-6%；到國五階段，scr發(fā)動機尿素消耗增加到5

12、-7%，但是燃油消耗可進一步減少到6%。n 而egr+dpf國四發(fā)動機需多消耗2%的燃油。而到國五階段，egr技術路線的尾氣后處理裝置需要進行主動再生，燃油消耗將進一步增加，預計比國三發(fā)動機增加7% ；o 基礎投入基礎投入n scr面對的主要問題是尿素供應基礎設施，而egr面對的主要問題是如何解決低油硫的供應。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control16四、國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗四、國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗o 政府在基礎設施建設中的推動作用政府在基礎設施建設中的推動作用n 尿素基礎設施建設很難一

13、步實現(xiàn)商業(yè)化，初期政府的支持作用是不可或缺的。o 以香港出租車天然氣改造為例，最初因利潤空間不足，壟斷石油供應商拒絕建設天然氣供應站。于是政府出臺優(yōu)惠政策，推動中小石油供應商首先建立天然氣供應站，促進市場競爭的形成。當競爭到一定程度后，天然氣供應站站商業(yè)模式順利建立完成。 n 低油硫柴油的供應。中國車用燃料柴油的現(xiàn)實際情況，也需要政府的支持。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control17四、國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗四、國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗o 尿素還原劑（adblue）nadblue 是一個商標名

14、稱，專門只滿足于歐四柴油車排放用的尿素水溶液（aus32），從生產(chǎn)、存儲到供應過程中的每一個環(huán)節(jié)的設備使用都要滿足標準din70070。 o 歐洲的adblue基礎設施建設和供應 n目前在全歐洲范圍內(nèi)的加油站都可以買到尿素（adblue）。截止到2006年9月份，歐洲只有兩家公司(omv和total group)在加油站建設自己的尿素（adblue）泵供應站。 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control18四、國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗四、國外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗可以看到，趨勢不斷增長，歐洲的尿素供應

15、基礎設施網(wǎng)絡基本建成。在08年突增 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control19四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗o 美國供應制度，主要責任在供應商美國供應制度，主要責任在供應商，如如：n汽車分銷商供應尿素還原劑。汽車分銷商供應尿素還原劑?？捎善囍圃焐特撠熛蚱浞咒N商提供足夠用的尿素還原劑，當其汽車客戶需要添加尿素時，可在其汽車分銷商初購買到。n卡車服務站供應尿素還原劑?？ㄜ嚪照竟蛩剡€原劑?？ㄜ囍圃焐虘撠熢诳ㄜ嚪照净蚱渌眉佑驼居凶銐虻哪蛩毓?，以滿足卡車尿素添加的需要。

16、n應急計劃。應急計劃。汽車制造商應負責建立尿素供應應急計劃，比如開通全天24小時服務熱線，當用戶需要添加尿素而無法在汽車分銷商或其他可及地點得到時，可以撥打該電話。制造商應保證通過熱線電話訂購尿素的價格不能超過汽車分銷商供應的尿素價格。 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control20四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗o 在用一致性監(jiān)管在用一致性監(jiān)管n針對scr排放法規(guī)的執(zhí)行與管理，早先歐洲政府依賴于一套誠信系統(tǒng)；德國政府額外制定了一套激勵措施。 n現(xiàn)在，無論歐洲、美國，都開始依賴技術手

17、段來控制排放法規(guī)被嚴格實施。要求車輛必須安裝obd系統(tǒng)，并且能夠通過技術手段控制不滿足obd設計條件的車輛無法運行。 如兩種obd控制策略法規(guī)要求：o限制發(fā)動機啟動次數(shù)策略。限制發(fā)動機啟動次數(shù)策略。當尿素溶液減少到某一個最低水平時，系統(tǒng)設計發(fā)動機最多還可以重新啟動的次數(shù)，當發(fā)動機重新啟動的次數(shù)超過規(guī)定次數(shù)時，發(fā)動機將不能被重新啟動，直到添加尿素為止。o在汽車加油時限制發(fā)動機啟動。在汽車加油時限制發(fā)動機啟動。當尿素溶液減少到某一最低水平，如果在此時對汽車進行加油，而沒有同時添加尿素，則加油后的汽車將不能被啟動。n美國還針對排放失效裝置(defeat device)，用 nte（not-to-ex

18、ceed）方法 ，保證車輛實際行駛工況下排放達標。 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control21四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗o 國內(nèi)帶國內(nèi)帶scrscr的重型車輛應用的重型車輛應用n 北京現(xiàn)在大約有4500輛scr公交柴油車。n 由公交公司負責adblue供給。n 其他個別城市也在試驗這種技術車輛。o 國內(nèi)帶國內(nèi)帶egr+dpfegr+dpf的重型車輛應用的重型車輛應用n 國內(nèi)也開始在實際試驗這種技術的車輛，也屬于3.5噸以上。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染防治委員會中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)

19、會機動車污染防治委員會committee of vehicle emission control22四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗o catarc正在進行的一項關于國4柴油公交車運營中排放和adblue消耗量的研究，初步情況：n nox排放在2.5g/km左右；pm在0.6g/km左右（注：基于catarc開發(fā)的pems測試平臺）。nadblue消耗量：平均2.4l/100km；n 從趨勢：春秋季節(jié)，百公里尿素消耗量在2.12.8 l/100km，夏季，百公里尿素消耗量在2.53 l/100km范圍內(nèi)。 n 按每輛公交年行駛?cè)f公里計算，年消耗720l。北京目前將年消耗320萬l adblue 。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車污染