重型柴油機(jī)國(guó)Ⅳ技術(shù)路線及實(shí)施建議

1、1重型柴油機(jī)國(guó)重型柴油機(jī)國(guó)技術(shù)路線及實(shí)施建議技術(shù)路線及實(shí)施建議 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì) 2thanks !中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control3ocvec組織其核心成員，圍繞著目前國(guó)際上在重型柴油車排放控制的兩個(gè)主流技術(shù)路線（scr和（egr+dpf），進(jìn)行探討。目的是為中國(guó)柴油機(jī)的技術(shù)發(fā)展提供指導(dǎo)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(duì)本報(bào)告的貢獻(xiàn)。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治

2、委員會(huì)committee of vehicle emission control4一一前言前言二二滿足國(guó)滿足國(guó)4 4排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇三三兩種系統(tǒng)的兩種系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用成本分析技術(shù)和應(yīng)用成本分析四四國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn) 五五總結(jié)及建議總結(jié)及建議目目 錄錄中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control5一、前言美國(guó)epaus2007排放標(biāo)準(zhǔn)，其中pm排放值為0.01g/bhp-hr,nox排放值為0.20g/bhp-hr. 從2007年開(kāi)始，要完全實(shí)現(xiàn)

3、pm排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于nox排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)要求的百分之五十，到2010年，則要百分之百達(dá)標(biāo)。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control6一、前言o 重型柴油車排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)3/4/5已于2006年發(fā)布，等效歐洲。實(shí)行時(shí)間表分別是2008年、2010年和2012年，北京市在2008年開(kāi)始執(zhí)行國(guó)4。國(guó)4技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入我國(guó)社會(huì)。o 國(guó)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(guó)際上，通

4、過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)國(guó)3發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)燃燒技術(shù)、再加上（scr或（egr+dpf）來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)部件也較多，技術(shù)也非常復(fù)雜。 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control7一、前言o我國(guó)選用何種技術(shù)，主要有以下三個(gè)方面考慮：我國(guó)選用何種技術(shù)，主要有以下三個(gè)方面考慮：n技術(shù)壓力技術(shù)壓力o國(guó)3發(fā)動(dòng)機(jī)及其國(guó)4/5升級(jí)考慮。并未完全掌握自主核心技術(shù)，為了滿足新的法規(guī)要求，仍需尋求國(guó)外技術(shù)支持。 o后處理技術(shù)，同樣面臨這個(gè)問(wèn)題。 n成本壓力成本壓力o原型機(jī)的成本壓力，主要來(lái)自高壓共軌供油系統(tǒng)。o后處理的成本壓力，估計(jì)

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(huì)壓力社會(huì)壓力o基礎(chǔ)結(jié)構(gòu):采用scr技術(shù)帶來(lái)一系列社會(huì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的改變：專用尿素、儲(chǔ)存、供給等等。 o燃料質(zhì)量在各地區(qū)差異o作弊問(wèn)題。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control8二、滿足二、滿足國(guó)國(guó)4 4排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇主要的兩種排放控制技術(shù)系統(tǒng)(egr + dpf）和scr )：從國(guó)際來(lái)看，無(wú)論哪種技術(shù)，都是成熟技術(shù)。都是通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)歐3發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)燃燒技術(shù)、再加上后

6、處理裝置。 bosh公司 avl公司 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control9二、滿足二、滿足國(guó)國(guó)4 4排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇o美國(guó)的主流技術(shù)選擇美國(guó)的主流技術(shù)選擇 n早在2000年的時(shí)候，美國(guó)主要的柴油機(jī)制造商就宣布各自為滿足us2007排放法規(guī)的技術(shù)路線將在scr或egr兩個(gè)技術(shù)方案間作選擇。截至目前，美國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)接受了egr/dpf技術(shù)路線以滿足us2007標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)epa發(fā)布的采用scr技術(shù)的輕型和重型柴油車申請(qǐng)排放證書(shū)的程序（epa-hq-oar-2006

7、-0886-0002）表明，也接受scr技術(shù)。o歐洲的主流技術(shù)選擇歐洲的主流技術(shù)選擇n在2003年7月，已經(jīng)選擇scr技術(shù)來(lái)進(jìn)一步減少nox排放以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。包括daf，daimlerchrysler，iveco，man，renault， scania， volvo，n目前在歐洲的一個(gè)明顯趨勢(shì)是，長(zhǎng)途載重車通常選用scr技術(shù)，而短途運(yùn)輸或者城市公交車則選擇egr/dpf技術(shù)。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control10二、滿足二、滿足國(guó)國(guó)4 4排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇排放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其選擇o

8、導(dǎo)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(guó)美國(guó)o 一直以來(lái)美國(guó)的燃油價(jià)格要比歐洲的燃油價(jià)格低，而尿素價(jià)格則相對(duì)較高。 o 一個(gè)原因是尿素的供應(yīng)問(wèn)題一直找不到一個(gè)合理的解決方案。 o us2007標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新車提出了15萬(wàn)公里無(wú)維修的要求，scr技術(shù)明顯違背了這一要求。因?yàn)榇蠹s每5000公里，就要添加一次尿素。因此如果要采用scr技術(shù)，還需要向美國(guó)epa申請(qǐng)?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(shí)某些地方法規(guī)仍然限制沒(méi)有加裝顆粒過(guò)濾器的車輛不得進(jìn)入市區(qū)。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of

9、 vehicle emission control11三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用成本分析技術(shù)和應(yīng)用成本分析帶scr的國(guó)4排放典型控制系統(tǒng)帶dpf的國(guó)4排放典型控制系統(tǒng)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control12三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用成本分析技術(shù)和應(yīng)用成本分析注：其中綠色部分為明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，黃色部分為相對(duì)的技術(shù)劣勢(shì)。 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control

10、13三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用成本分析技術(shù)和應(yīng)用成本分析 滿足更高排放的滿足更高排放的升級(jí)連續(xù)性分析升級(jí)連續(xù)性分析中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control14三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用成本分析技術(shù)和應(yīng)用成本分析o上述表格中七項(xiàng)技術(shù)不連續(xù)性的解釋如下：上述表格中七項(xiàng)技術(shù)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(shí)需要引進(jìn)尿素（adblue）供給系統(tǒng)。2. 引進(jìn)帶冷卻的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（egr）。3. 引進(jìn)降低顆粒物排放的尾氣后處理dpf系

11、統(tǒng)。4. 與國(guó)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(dòng)再生的顆粒過(guò)濾器系統(tǒng)替換成壁流式主動(dòng)再生顆粒捕捉系統(tǒng)7. 引進(jìn)主動(dòng)再生dpf的再生標(biāo)定策略中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control15三、兩種系統(tǒng)的三、兩種系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用成本分析技術(shù)和應(yīng)用成本分析o 燃油經(jīng)濟(jì)性比較燃油經(jīng)濟(jì)性比較n 相對(duì)于國(guó)三發(fā)動(dòng)機(jī)，scr國(guó)四發(fā)動(dòng)機(jī)可節(jié)約燃油5%，同時(shí)消耗尿素4-6%；到國(guó)五階段，scr發(fā)動(dòng)機(jī)尿素消耗增加到5

12、-7%，但是燃油消耗可進(jìn)一步減少到6%。n 而egr+dpf國(guó)四發(fā)動(dòng)機(jī)需多消耗2%的燃油。而到國(guó)五階段，egr技術(shù)路線的尾氣后處理裝置需要進(jìn)行主動(dòng)再生，燃油消耗將進(jìn)一步增加，預(yù)計(jì)比國(guó)三發(fā)動(dòng)機(jī)增加7% ；o 基礎(chǔ)投入基礎(chǔ)投入n scr面對(duì)的主要問(wèn)題是尿素供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施，而egr面對(duì)的主要問(wèn)題是如何解決低油硫的供應(yīng)。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control16四、國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)四、國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)o 政府在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的推動(dòng)作用政府在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的推動(dòng)作用n 尿素基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)很難一

13、步實(shí)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(rùn)空間不足，壟斷石油供應(yīng)商拒絕建設(shè)天然氣供應(yīng)站。于是政府出臺(tái)優(yōu)惠政策，推動(dòng)中小石油供應(yīng)商首先建立天然氣供應(yīng)站，促進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的形成。當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)到一定程度后，天然氣供應(yīng)站站商業(yè)模式順利建立完成。 n 低油硫柴油的供應(yīng)。中國(guó)車用燃料柴油的現(xiàn)實(shí)際情況，也需要政府的支持。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control17四、國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)四、國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)o 尿素還原劑（adblue）nadblue 是一個(gè)商標(biāo)名

14、稱，專門(mén)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(chǔ)到供應(yīng)過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備使用都要滿足標(biāo)準(zhǔn)din70070。 o 歐洲的adblue基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和供應(yīng) 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(shè)自己的尿素（adblue）泵供應(yīng)站。 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control18四、國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)四、國(guó)外排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)可以看到，趨勢(shì)不斷增長(zhǎng)，歐洲的尿素供應(yīng)

15、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)基本建成。在08年突增 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control19四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)o 美國(guó)供應(yīng)制度，主要責(zé)任在供應(yīng)商美國(guó)供應(yīng)制度，主要責(zé)任在供應(yīng)商，如如：n汽車分銷商供應(yīng)尿素還原劑。汽車分銷商供應(yīng)尿素還原劑?？捎善囍圃焐特?fù)責(zé)向其分銷商提供足夠用的尿素還原劑，當(dāng)其汽車客戶需要添加尿素時(shí)，可在其汽車分銷商初購(gòu)買到。n卡車服務(wù)站供應(yīng)尿素還原劑。卡車服務(wù)站供應(yīng)尿素還原劑?？ㄜ囍圃焐虘?yīng)負(fù)責(zé)在卡車服務(wù)站或其他公用加油站有足夠的尿素供應(yīng)，以滿足卡車尿素添加的需要。

16、n應(yīng)急計(jì)劃。應(yīng)急計(jì)劃。汽車制造商應(yīng)負(fù)責(zé)建立尿素供應(yīng)應(yīng)急計(jì)劃，比如開(kāi)通全天24小時(shí)服務(wù)熱線，當(dāng)用戶需要添加尿素而無(wú)法在汽車分銷商或其他可及地點(diǎn)得到時(shí)，可以撥打該電話。制造商應(yīng)保證通過(guò)熱線電話訂購(gòu)尿素的價(jià)格不能超過(guò)汽車分銷商供應(yīng)的尿素價(jià)格。 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control20四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)o 在用一致性監(jiān)管在用一致性監(jiān)管n針對(duì)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(chéng)信系統(tǒng)；德國(guó)政府額外制定了一套激勵(lì)措施。 n現(xiàn)在，無(wú)論歐洲、美國(guó)，都開(kāi)始依賴技術(shù)手

17、段來(lái)控制排放法規(guī)被嚴(yán)格實(shí)施。要求車輛必須安裝obd系統(tǒng)，并且能夠通過(guò)技術(shù)手段控制不滿足obd設(shè)計(jì)條件的車輛無(wú)法運(yùn)行。 如兩種obd控制策略法規(guī)要求：o限制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)策略。限制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)次數(shù)策略。當(dāng)尿素溶液減少到某一個(gè)最低水平時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)最多還可以重新啟動(dòng)的次數(shù)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)的次數(shù)超過(guò)規(guī)定次數(shù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將不能被重新啟動(dòng)，直到添加尿素為止。o在汽車加油時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。在汽車加油時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)尿素溶液減少到某一最低水平，如果在此時(shí)對(duì)汽車進(jìn)行加油，而沒(méi)有同時(shí)添加尿素，則加油后的汽車將不能被啟動(dòng)。n美國(guó)還針對(duì)排放失效裝置(defeat device)，用 nte（not-to-ex

18、ceed）方法 ，保證車輛實(shí)際行駛工況下排放達(dá)標(biāo)。 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control21四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)o 國(guó)內(nèi)帶國(guó)內(nèi)帶scrscr的重型車輛應(yīng)用的重型車輛應(yīng)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(fù)責(zé)adblue供給。n 其他個(gè)別城市也在試驗(yàn)這種技術(shù)車輛。o 國(guó)內(nèi)帶國(guó)內(nèi)帶egr+dpfegr+dpf的重型車輛應(yīng)用的重型車輛應(yīng)用n 國(guó)內(nèi)也開(kāi)始在實(shí)際試驗(yàn)這種技術(shù)的車輛，也屬于3.5噸以上。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)

19、會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)committee of vehicle emission control22四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)四、排放法規(guī)執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)o catarc正在進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于國(guó)4柴油公交車運(yùn)營(yíng)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(kāi)發(fā)的pems測(cè)試平臺(tái)）。nadblue消耗量：平均2.4l/100km；n 從趨勢(shì)：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(wàn)公里計(jì)算，年消耗720l。北京目前將年消耗320萬(wàn)l adblue 。中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染