實(shí)施國(guó)Ⅳ的難點(diǎn)何在?
從國(guó)Ⅲ到國(guó)Ⅳ，排放限值大幅度下降，這對(duì)提升環(huán)境質(zhì)量、減少有害氣體排放是一個(gè)利國(guó)利民的大好事，可為什么大家對(duì)此十分敏感呢?主要原因有如下幾點(diǎn)：一是國(guó)Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī)在技術(shù)水平上有很大提升，燃油噴射系統(tǒng)必須改用電控高壓噴射系統(tǒng)，如高壓共軌或高壓?jiǎn)误w泵等先進(jìn)的燃油噴射裝置。現(xiàn)有滿足國(guó)Ⅲ水準(zhǔn)的機(jī)械式燃油噴射裝置已經(jīng)不能滿足要求;二是國(guó)Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放控制帶有車載排放診斷系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)后處理系統(tǒng)的尾氣質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)排放超標(biāo)，立即報(bào)警、減少供油，進(jìn)而使車輛失去運(yùn)載功能;三是目前國(guó)Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣后處理裝置多采用加噴尿素的選擇性還原系統(tǒng)(SCR)，尿素的供應(yīng)以及利用尿素還原時(shí)的催化轉(zhuǎn)化裝置對(duì)油品質(zhì)量有較高的要求。由上述原因可知，國(guó)Ⅳ的實(shí)施不僅對(duì)行業(yè)來說具有轉(zhuǎn)型升級(jí)和技術(shù)革命性的意義，也對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及燃油質(zhì)量提出更高要求，難度之大，可以想像。
現(xiàn)行國(guó)Ⅳ采用的SCR技術(shù)的核心是利用大幅度提前供油，使燃料在氣缸內(nèi)充分燃燒，并實(shí)現(xiàn)對(duì)炭煙的控制。但是由于柴油機(jī)燃燒的特殊性，燃燒充分時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量NOx，造成尾氣中NOx嚴(yán)重超標(biāo)。一般來說，國(guó)Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放水平較之國(guó)Ⅲ提升60%左右，甚至高于國(guó)Ⅱ水平。因此，國(guó)Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排氣后處理至關(guān)重要，如果后處理不善，則會(huì)使其排放質(zhì)量嚴(yán)重惡化，甚至低于國(guó)Ⅱ水平。因此有人擔(dān)心，如果國(guó)Ⅳ法規(guī)的實(shí)施不力，可能會(huì)帶來災(zāi)難性的后果，這絕非危言聳聽。
經(jīng)過這些年的努力，國(guó)內(nèi)已經(jīng)初步建立起具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并能夠進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)的電控高壓燃油噴射系統(tǒng)、SCR后處理配套裝置的生產(chǎn)、SCR專用尿素還原劑的生產(chǎn)及其輸配送系統(tǒng)。另外，從石油部門得到的信息可知，為了配合國(guó)Ⅳ的實(shí)施，可以在各個(gè)加油站的便利店首先銷售小瓶灌裝的專用尿素溶液。另外，目前石油煉制部門也可以提供國(guó)Ⅳ實(shí)施所需的油品，到年底，滿足更高排放法規(guī)的油品也將投放市場(chǎng)?？梢哉f，在實(shí)施國(guó)Ⅳ的技術(shù)準(zhǔn)備上已經(jīng)基本就緒。
國(guó)Ⅳ技術(shù)路線是惟一的嗎?
目前實(shí)施的國(guó)Ⅳ技術(shù)路線是所謂SCR路線，工作中需要向排氣管噴進(jìn)經(jīng)過精確計(jì)量的尿素水溶液，用以對(duì)尾氣中NOx進(jìn)行還原。這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是：由于優(yōu)化了燃燒，燃油經(jīng)濟(jì)性得到提高，約比國(guó)Ⅲ發(fā)動(dòng)機(jī)油耗減少5%。另外，這種方法在國(guó)際上得到普遍采用，技術(shù)比較成熟，因此在歐洲得到廣泛應(yīng)用，在各處的加油站均配套建有相應(yīng)的尿素加注站。
然而，SCR技術(shù)方案需要不斷補(bǔ)充尿素還原劑(尿素的消耗量與柴油相比大約為16:1)，從而抵消了油耗降低帶來的經(jīng)濟(jì)性改善。因此，國(guó)際上也不斷推出可以達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方案。如最近進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的德國(guó)MAN公司的兩級(jí)增壓+高燃油噴射壓力(>160MPa)+廢氣再循環(huán)(EGR)+DOC+POC。這種方法通過采用上述方案可以達(dá)到國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。與SCR相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是不需要補(bǔ)充尿素還原液，給駕駛員帶來一定的方便。當(dāng)然，該方法的缺點(diǎn)也是顯而易見的，就是燃油經(jīng)濟(jì)性可能比不過SCR，發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的價(jià)格會(huì)比較高，發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定過程中的工作量會(huì)更大。因此，這種方法一經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)就得到眾多詬病，不僅被許多人斥之為非主流路線，而且指出該方法采用EGR在長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部結(jié)焦阻塞，不僅影響排放質(zhì)量，而且對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性也帶來不良影響。
客觀地說，任何技術(shù)路線都存在利弊，最終的路線確定是生產(chǎn)廠商在進(jìn)行利弊權(quán)衡之后的選擇，最終由市場(chǎng)決定。SCR在歐洲實(shí)施之初也曾遇到許多問題，并非完美無缺的方案。走到今天，也是多年逐步發(fā)展的結(jié)果。因此，理論上說，技術(shù)路線沒有主流和非主流之分，孰優(yōu)孰劣，最終由市場(chǎng)決定。
國(guó)Ⅳ的實(shí)施是一個(gè)很大的系統(tǒng)工程，在未來正式實(shí)施之后，想必還會(huì)出現(xiàn)許多難以想像的困難和問題。因此，對(duì)于各種技術(shù)路線，大家都應(yīng)懷著一種寬容之心，允許各種技術(shù)路線出現(xiàn)，“百花齊放”。在滿足國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)上，采用其他方法也是可以的，譬如氮氧化物捕捉技術(shù)(LNT)，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制的低排放燃燒技術(shù)(RCCI)在甲醇柴油雙燃料燃燒方面也獲得了很好的結(jié)果。采用甲醇柴油雙燃料燃燒，將甲醇形成均質(zhì)混合氣，在氣缸內(nèi)由柴油引燃，充分利用了甲醇具有高汽化潛熱、含氧的特性，在甲醇汽化時(shí)大量吸熱，降低了進(jìn)氣溫度;同時(shí)因自身汽化，減少了吸入的空氣和燃燒時(shí)NOx的產(chǎn)生。這種雙燃料燃燒方式完全可以達(dá)到國(guó)Ⅳ排放要求?？傊?，在技術(shù)道路的實(shí)施上，可以說是條條大路通羅馬，關(guān)鍵是要組織好燃料在內(nèi)燃機(jī)中的燃燒。
國(guó)Ⅳ排放的實(shí)施任重道遠(yuǎn)
盡管有關(guān)企業(yè)都做了充分的準(zhǔn)備，可以說只要時(shí)間一到，就如同當(dāng)年全國(guó)取消含鉛汽油一樣，全國(guó)上下立即進(jìn)入全面實(shí)施國(guó)Ⅳ的大好形勢(shì)中。但是，我們也要充分估計(jì)到國(guó)Ⅳ實(shí)施的難度，特別是實(shí)施期間的監(jiān)督和質(zhì)量一致性的保證，尿素加注體系及其在車輛上應(yīng)用的保證更是重要。畢竟加入尿素是用來改善環(huán)境的，并不對(duì)車輛自身運(yùn)行帶來危害。好的政策或法規(guī)如果沒有良好的監(jiān)督機(jī)制作保障，都將是一紙空文。
為此，我們建議，第一，加強(qiáng)生產(chǎn)制造和使用的監(jiān)督和管理;第二，建立健全的尿素供應(yīng)體系，可以分批分期逐步建設(shè)和完善尿素供應(yīng)體系;第三，實(shí)現(xiàn)國(guó)Ⅳ多技術(shù)路線，探索符合國(guó)情的中國(guó)式污染控制之路。因?yàn)橥耆凑諊?guó)外路線走，絕不可能走出意外的驚喜，必須另辟蹊徑，發(fā)展真正屬于中國(guó)的技術(shù)路線。
我們相信，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度的進(jìn)一步增加，隨著環(huán)保“國(guó)十條”的頒布，要在全國(guó)逐步形成人人關(guān)心環(huán)境、人人愛護(hù)環(huán)境的風(fēng)氣。讓我們的環(huán)境更美好，讓天更藍(lán)、更美麗!
