国四排放标准实施后系列问题的几点建议

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做一个帅气的卡友很累，这点我真的深有体会。

    “国Ⅳ实施后，实际的应用问题会比我们做产品研发时复杂得多，且仅凭企业一己之力很难掌控。”天津亿利汽车环保科技有限公司总经理兼总工程师龙顺洪说：“后处理企业要想做好做大，国家政策很关键，这个‘政策’包括实施力度、监管力度等。其次，企业自身的素质或是产品质量也很重要。很多企业都能做后处理器，关键是做得怎么样，产品质量与企业的开发设计、工艺水平和质量监管有很大关系。

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    而据我观察，目前国内真正具备实力、具备5年以上经验的企业不多，大家都处于摸索阶段。”顺洪随即介绍了欧洲实施欧Ⅳ排放的问题和对策，对我国国Ⅳ实施可能遇到的问题和对策谈了自己的看法。

●  吸取欧Ⅳ经验 欧Ⅵ测试加严

    欧洲在实施欧Ⅳ阶段遇到的第一个问题是在用车辆在城市运行时排放严重超标，甚至无法达到欧Ⅱ/Ⅲ标准。“这也是很多专家和业内人士经常讨论的问题，原因很简单，就是测试工况和实际运行工况不符合，尤其是公交车。”龙顺洪说，相应的对策是在欧Ⅵ阶段增加了WHTC和WHSC测试，将许多低工况条件加入测试循环。

    在用车辆低温冷启动排放超标是欧Ⅳ实施遇到的第二个问题，“其原因是SCR催化剂的效率取决于起燃点，低温时催化效率很低，低于200℃就无法正常工作。”龙顺洪表示，其对策则是在欧Ⅵ阶段增加了冷启动测试。

    第3个问题则是在用车辆使用中排放超标。据龙顺洪介绍，原因主要是排放控制系统的老化、退化和欧Ⅳ标准前生产的旧车排放超标。对策则是针对前者在欧Ⅵ阶段增加核准时在用一致性测试，此后每两年进行一次抽检，针对旧车排放超标问题则由政府进行经济鼓励和补贴旧车改装。

    “无论你做多长时间的老化耐久试验，排放控制系统本身也肯定会老化和退化，增加核准时在用一致性测试，此后每两年抽检，这样能充分保证其性能不至于退化太多从而导致超标严重。”龙顺洪解释说：“另外，针对生产旧车的排放超标，目前欧洲和北美都有相应的直接经济补贴。我参加过美国的在用车改造项目，个人认为美国在旧车改造补贴方面是走在世界前列的。”

●  国Ⅳ挑战多 需严格监管

    对于我国而言，国Ⅳ实施所面临的第一个问题则是极为复杂的国情。“首先是燃油标准偏低、质量难以保证的现状对催化剂和燃烧产物都构成较大影响。其次是尿素的质量和供应保证，加注站等基础设施的建设是必须的，但谁来建设谁来投资、运输成本高、二次污染等问题，都要取决于尿素标准的执行情况。”龙顺洪说。

    第三是车辆的使用条件，我国客车超载、货车超重的现象依然大量存在，路况更为复杂，拥堵在多数城市更是普遍现象。此外，空气中的颗粒物和组分对催化剂耐久性和转化效率的影响，以及颗粒物导致排气背压上升进而导致转化效率的下降等等，都需要多做研究。

    第四是测试工况难以体现发动机工作情况，“这与欧洲相同，北京的公交车这种情况就很严重，发动机长期处于低工况运行状态。”最后则是SCR系统的价格，由于是国Ⅳ阶段开始出现的新生事物，SCR系统价格较高。

    国Ⅳ实施将面临的第二个问题是，如果没有严厉处罚和严格执法，国Ⅳ标准将形同虚设。“我国市场上作假的成本太低，处罚太少。新车生产和销售过程中要涉及到环保部的型式核准和工信部的生产一致性抽查；对于SCR系统质保期内故障或是出保后的故障修理，修理厂的维修、替换和改装是否需要资格认证，是否所有修理厂都可以做，若替换了不合法、不合格的SCR零部件如何处罚；终端用户是否会购买和使用安装了经过国家认证合格的SCR产品的车辆，产品合格与否，有无年检、有无配合在用抽检，违规又如何处罚等等。”

    龙顺洪指出：“这些都取决于国家的严格执法和严厉处罚。”他认为，国Ⅳ面临的第3个问题是如何确保车辆使用时排放达标。我国目前对车辆行驶时排放的检测完全依靠OBD，但OBD的约束是否足够？亮灯警示、限制扭矩的措施是否可以约束到驾驶员？不同厂家OBD信息的一致性、公开性如何？OBD信息能否真实反映实际的排放？

    他给出的对策首先是多样化的检测方式，在生产、销售和在用等多环节采取多途径的检测方式，形成一定的威慑力；其次，核准车辆、发动机的一致性抽检等，包括车辆年检是否需要加入OBD的信息检查和路边的实车停车抽检等等。

    这就给国Ⅳ贯彻落实带来了不小的挑战：需要更多的检测设备，比如国外已经大量使用的便携式排放测量设备（PEMS），可实际检测尾气流量、成分和排放，再比如尿素品质和燃油品质的检测等等。“可以考虑开发一些便携式的测量仪供执法部门或相关生产单位来使用。”龙顺洪补充说。

    这个挑战还包括更高的产品性价比和更低的TCO（总所有成本，Total cost of ownership）。“但SCR价格并非越低越好，这个产品包括了后处理器、喷射系统、尿素罐、氮氧传感器等部件，价格太低质量难以保证。”龙顺洪说。

    行业还需要做很多产品的应用优化，尽可能降低终端用户使用成本，如真实道路条件下的发动机工况记录分析；模拟实际工况进行后处理系统的标定验证；按照车型细分市场，提供差异化产品（如低温启动的公交车的SCR催化剂）等。

●  OBD信息一致性和公开性难题待解

    龙顺洪最后谈到了低温工况的问题和对策。“这也是老生常谈的问题，城市车辆的运行工况与ETC测试并不十分吻合，城市公交车在低速、低转速运行，明显低于测试循环，WHTC更适合。”他认为。

    从SCR催化剂的种类和特点来看，钒基催化剂起燃温度在220℃，铜基为160℃，铜铁复合基为170℃，铁基则为235℃，它们的完全转化窗口T90也是不同的温度范围，包括氮氧化物转化效率、抗高温性能、城市工况的适应性都不同。对于城市工况的公交车而言，“测试数据显示，约70%城市运行工况的排气温度实际上都低于200℃。”，因此，龙顺洪认为，铜基和铜铁基是比较好的选择。

    低温SCR催化剂面临的挑战首先是低温工况，多数位于怠速工况和低负荷工况；其次是燃油中硫含量的影响，含硫高于350ppm左右会造成催化剂中毒失效；最后是尿素喷射控制策略。“SCR所用还原剂来自于尿素溶液的水解产物氨，应根据催化剂类型有针对性地标定喷射策略，以达到最佳的尿素用量及限值内的氨泄漏量。”龙顺洪建议。

    因此，对于低温SCR催化剂方案，龙顺洪推荐3种：铜分子筛-SCR，具有优异的低温活性，体系无毒但只适合于低硫柴油；铜铁复合分子筛-SCR同时具备优异的低温和高温活性又兼具较好的耐硫性能，“是否有毒还值得商榷。当年康明斯在美国使用时，美国环保署EPA曾进行过长达一年多的调查，最后结论应该是无毒或毒性较少，但现在说完全无毒还为时尚早”；DOC+铁分子筛-SCR，耐硫性能好，耐高温，但会增加成本和安装空间。

    他特别强调了尿素品质的重要性。“我国国情复杂，如果政府监管不到位，尿素品质得不到保证，后处理系统开发得再好也没用，SCR的减排效果将大打折扣甚至严重超标。此外，尿素溶液的生产一致性是很难保证的，要保证国Ⅳ实施效果，对尿素品质的检测应该成为法规贯彻的必要执行部分，在尿素生产、运输和销售过程中，必须加大检测力度，这也是对OBD的一个补充。”他分析说。

    龙顺洪最后呼吁国家和行业共同介入解决OBD信息的一致性和公开性难题。“不同厂家的OBD信息是不一致的，而国内目前主流的发动机电控单元部件均依赖国外品牌。”按照国际公约和行业规矩，它们应该开放其发动机扭矩、转速和排气温度等基本信息，但其却采取不开放策略。“信息重复开发的工作量极大且每个厂家的要求都不一样，谁有权获得不同厂家的OBD信息？OBD信息能否真实反映实际的排放？这些问题我也不得而知。”他说，这使得国内后处理企业可供产品范围有限，发动机厂和整车厂也只能求助于国外品牌，不利于民族产业的发展。

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