02024年3月26日-28日，2024中國商用車論壇在湖北省十堰市舉辦。本屆論壇由中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)主辦，以“新步伐 新成效 新提高，助力商用車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為主題，基于行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求、國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新需要，以創(chuàng)新促改革、促轉(zhuǎn)型、促發(fā)展，助力商用車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。其中，在3月28日上午舉辦的“主題論壇一：‘雙碳’背景下商用車綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)之路”上，中國環(huán)境科學(xué)研究院機(jī)動(dòng)車排污監(jiān)控中心政策標(biāo)準(zhǔn)研究室二級(jí)首席專家、高級(jí)工程師李剛發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場發(fā)言實(shí)錄：
尊敬的劉學(xué)勤主任、高薪主任，還有陳秘書長，各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁：大家上午好！
很高興能夠再次來到車城共聚盛會(huì)，也很榮幸能夠做一個(gè)持續(xù)的分享，去年我也講了相同的題目，今年經(jīng)過一年的時(shí)間有了一些新的成果跟大家做一個(gè)共同的探討。
我的介紹有三個(gè)部分，首先是一個(gè)簡單的背景情況。眾所周知，我們空氣質(zhì)量最近一些年確實(shí)是得到了明顯的改善，但總體形勢仍不容樂觀，尤其是PM2.5和臭氧，需要持續(xù)開展污染治理。另一方面，除了污染物排放之外，應(yīng)對(duì)氣候變化的問題，面對(duì)“3060”的“雙碳”目標(biāo)，也需要持續(xù)推動(dòng)交通領(lǐng)域的清潔低碳轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)減污降碳的協(xié)同增效。
應(yīng)對(duì)氣候變化和空氣質(zhì)量改善的雙重目標(biāo)，排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)是非常重要的一個(gè)手段，在國務(wù)院相關(guān)的政策文件當(dāng)中也都提出了要去完善汽車等移動(dòng)源的排放標(biāo)準(zhǔn)，去推動(dòng)污染物和溫室氣體的協(xié)同控制，這也就是現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)主線。
與此同時(shí)，美國在2022年底，也就是一年多以前，就已經(jīng)發(fā)布了EPA2027超低排放法規(guī)，這項(xiàng)法規(guī)是非常嚴(yán)格的法規(guī)，全面向加州的超級(jí)排放看齊，氮氧化物相比現(xiàn)階段最高降低90%以上。不僅如此，它還提出了低負(fù)荷的排放測試循環(huán)，對(duì)于包括城區(qū)、城市車輛等一些長期在低負(fù)荷工況下運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛提出了更高的要求。
美國法規(guī)的嚴(yán)格程度就需要企業(yè)從控制技術(shù)上有所升級(jí)，我們調(diào)研了重型車企業(yè)面對(duì)EPA2027法規(guī)，實(shí)際上要在國6的基礎(chǔ)增加電加熱或者采用雙噴的SCR技術(shù)，需要做一個(gè)全面的改進(jìn)。
與美國相比，歐洲法規(guī)相對(duì)波折一些。在2022年的下半年，歐委會(huì)的法規(guī)出來，這項(xiàng)法規(guī)相比歐6來說有一個(gè)非常大的變化，就是它的冷態(tài)和熱態(tài)不再加權(quán)，要單獨(dú)去做排放的要求。這也就導(dǎo)致了它需要在冷啟動(dòng)階段要大幅去改進(jìn)去降低它的排放。
這項(xiàng)法規(guī)出來之后，歐洲理事會(huì)和歐洲議會(huì)也陸續(xù)發(fā)布了自己的版本，他們都回歸了歐6階段加權(quán)的方式，冷態(tài)的和熱態(tài)的按照一定比例加權(quán)提出限值。但最終在今年年初，三方終于達(dá)成了一致，還是回歸了歐6的加權(quán)的方式，氮氧化物的限值是200mg/kWh，相比于歐6（460mg/kWh）在數(shù)值上加權(quán)了大概56%。因?yàn)槭羌訖?quán)的方式，熱態(tài)的排放是很容易降下來的，冷態(tài)不容易降，它可以采用大幅降低熱態(tài)排放的方式來達(dá)到這個(gè)限值。所以具體的實(shí)際的效益是多少，能夠?qū)崿F(xiàn)多少減排還需要再做一個(gè)具體的評(píng)估。
除了限值之外，歐7法規(guī)還包括制動(dòng)磨損、輪胎磨損的顆粒物排放，以及動(dòng)力電池的耐久性要求，還有OBM相關(guān)的要求，這也都是相比歐6新的一些變化點(diǎn)。
我們?cè)u(píng)估了一下大概有500多個(gè)國6的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型，評(píng)估現(xiàn)有機(jī)型的加權(quán)后NOx排放的分布情況。國6的限值是460mg/kWh，低于200mg/kWh的機(jī)型占比已經(jīng)超過50%，也就是說我，們目前已經(jīng)有一半以上的國6機(jī)型是能夠?qū)崿F(xiàn)歐7最終版的限值。所以說歐7最終版相對(duì)來說是較為寬松的一個(gè)法規(guī)。
在溫室氣體方面，歐洲和美國不約而同地采用了一個(gè)平均管理的方式。歐洲采用的是企業(yè)平均，它沒有單車的限值，是企業(yè)整體平均的排放要相比于2020年全行業(yè)的基準(zhǔn)要有一個(gè)明顯的降幅。最新的變化是2030年要降45%，2035年要降65%，到2040年要降90%，這就要求新能源導(dǎo)入會(huì)有一個(gè)快速的提升。美國雖然是按照單車限值提的要求，但是實(shí)施采用的是ABT制度，就是說它車隊(duì)的平均要滿足這個(gè)限值要求，而且現(xiàn)階段法規(guī)里面是用新能源導(dǎo)入率去換算它未來年份對(duì)應(yīng)的排放限值，也就是說它對(duì)燃油車在未來實(shí)際上沒有更多的期待去降溫室氣體排放，更多的是用引導(dǎo)新能源導(dǎo)入的方式降低車隊(duì)整體溫室氣體排放，但相比歐洲來說，法規(guī)所提到的新能源導(dǎo)入目標(biāo)實(shí)際上并不是很激進(jìn)。
簡單小結(jié)一下。歐洲的污染物排放法規(guī)相比歐6有一個(gè)適當(dāng)?shù)募訃?yán)，排放控制技術(shù)有可能不會(huì)有太本質(zhì)的變化。但同時(shí)，剎車磨損、制動(dòng)磨損的顆粒物排放、動(dòng)力電池耐久性是新的控制點(diǎn)。在溫室氣體方面，它的加權(quán)幅度是超出我們預(yù)期的，2030年要降45%，這是一個(gè)非常嚴(yán)格的要求?？赡軞W洲將法規(guī)更多的精力會(huì)放在新能源的導(dǎo)入上面。
美國可能稍微和歐洲有點(diǎn)不一樣，美國重型車污染物排放要求去實(shí)現(xiàn)超低排放，非常嚴(yán)格，排放控制技術(shù)也需要有一個(gè)全面的提升。它的低負(fù)荷工況、怠速工況等都是法規(guī)新的控制點(diǎn)。對(duì)溫室氣體排放方面也開始去考慮新能源車的引入，但總體的目標(biāo)比歐洲是更為寬松的。
以上是一個(gè)最近的背景。下面簡單講一下我們對(duì)下階段法規(guī)的一些想法。
首先適用范圍方面，下階段法規(guī)要包括傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車，也要包括混合動(dòng)力，還包括零碳燃料、氫燃料等要納進(jìn)來。還有一項(xiàng)內(nèi)容在這里面沒有體現(xiàn)，也是最新的一個(gè)變化，對(duì)于重型汽油車，我們以往是單獨(dú)的一項(xiàng)法規(guī)，現(xiàn)在才是國4階段，比較早的法規(guī)，現(xiàn)在也要將重型汽油車納入到現(xiàn)階段的重型車法規(guī)里面來。因此也會(huì)帶來包括燃油蒸發(fā)排放、曲軸箱排放新的內(nèi)容。也就是說到未來的汽車法規(guī)只有兩項(xiàng)，一項(xiàng)輕型車，一項(xiàng)重型車。
污染物控制項(xiàng)目方面跟國6的變化主要是以下幾項(xiàng)，一個(gè)是PN23要變成PN10，再有就是氨的排放，國6是濃度限值，現(xiàn)在要改成質(zhì)量排放。對(duì)于碳?xì)浜头羌淄樘細(xì)?，包括含氧有機(jī)物，甲醇和甲醛等會(huì)合計(jì)到一起來考慮。對(duì)于溫室氣體不僅包括二氧化碳，甲烷和氧化亞氮也會(huì)同步考慮。
甲烷和氧化亞氮作為溫室氣體不會(huì)提出單獨(dú)的限制，但是它會(huì)按照全球變暖潛能折算成當(dāng)量二氧化碳，作為一個(gè)總的碳排放進(jìn)行規(guī)定。
標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)控制到什么樣的嚴(yán)格程度，是我們?cè)谟懻摰囊豁?xiàng)非常關(guān)鍵的問題，是像美國那么嚴(yán)還是像歐洲那樣較為寬松。有一個(gè)基本的數(shù)據(jù)，在我們的年報(bào)里面，機(jī)動(dòng)車總體的氮氧化物排放大概是526萬噸，這里面有98%都是汽車，占總量的91%都是重型車，也就是3.5噸以上的重型車，我們法規(guī)的適用范圍所涵蓋的車輛，所以它的總量依然非常多。我們?nèi)绻恢比?shí)施國6標(biāo)準(zhǔn)，并且保證它的實(shí)施效果，再結(jié)合老舊車淘汰政策，到2025年重型車氮氧排放可能降到400萬噸左右，到2030年會(huì)降到270萬噸，這是我們基于行業(yè)的政策考慮到2030年大概約有25%的新能源比例去做的測算。再往后可能就進(jìn)入平臺(tái)期了。270萬仍然是比較高的一個(gè)量，如果我們繼續(xù)去加嚴(yán)限值，仍然可以獲得一個(gè)很顯著的減排，加嚴(yán)到50%和加嚴(yán)到90%，假設(shè)從2028年左右實(shí)施的話，減排收益仍然非常明顯，所以我們還是有去繼續(xù)加嚴(yán)的必要性。
當(dāng)然這個(gè)加嚴(yán)并不是無限制的去加嚴(yán)，我們也會(huì)去考慮一個(gè)可行的成本、可行的技術(shù)以及我們產(chǎn)業(yè)的接受能力。所以我們目前的思路是以一套相對(duì)成熟并且廣泛應(yīng)用的排放控制裝置，我們國6用的是SCR+DPF，所以在前面我在加一套SCR，也就是雙噴SCR，這個(gè)可能是比較容易實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)有限度的超低排放，并不是無限的。當(dāng)然我們做標(biāo)準(zhǔn)基于這樣的思路，大家去應(yīng)對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)去限值某項(xiàng)具體的技術(shù)路線，企業(yè)可以去選擇其他的企業(yè)認(rèn)為更合適的，比如說電加熱或者是其他的一些路線。
我直接展示我們驗(yàn)證的結(jié)果，通過我們的驗(yàn)證，我們還是覺得冷熱分開去定限值有可行性，而且能實(shí)現(xiàn)更好的效益。冷態(tài)如果做到歐洲委員會(huì)350mg/kWh的限值難度非常大，但是放出一定的余量，我們暫時(shí)把冷態(tài)的值定到460mg/kWh。對(duì)于熱態(tài)90mg/kWh這個(gè)限值，目前來看是非常容易實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然后面也還會(huì)有更多的驗(yàn)證去做這個(gè)修正。對(duì)于低負(fù)荷循環(huán)，按照熱態(tài)的值一樣。另外也提了一個(gè)怠速的要求，是5g/h，在這套技術(shù)路線里面也是可行的。
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的溫室氣體我們也會(huì)去提出它的單發(fā)動(dòng)機(jī)的排放限值，但這個(gè)限值并不會(huì)過于嚴(yán)格，因?yàn)閷?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來說，污染物減排是重點(diǎn)，溫室氣體能減排多少更多的是取決于它的燃燒效率能改進(jìn)到什么程度。所以我們想法是在污染物降低的同時(shí)，溫室氣體不要有太多的劣化就可以，所以提的這個(gè)限值的目標(biāo)可能是以國6的發(fā)動(dòng)機(jī)的溫室氣體排放為基礎(chǔ)，做一個(gè)比如說90百分位去劃線。當(dāng)然溫室氣體排放和污染物不同，根據(jù)功率增加會(huì)有一個(gè)明顯的下降，所以我們會(huì)考慮分段制訂限值。
整車的污染物排放要可能變化會(huì)比較大，這是一個(gè)總體的概括，污染物類別除了國6所包含的氮氧化物、一氧化碳和PN之外，PN當(dāng)然也會(huì)升級(jí)成PN10，還會(huì)提出氨、甲烷、氧化亞氮相關(guān)的限值要求。對(duì)于二氧化碳更多的是一個(gè)測試，并沒有限值。邊界條件在我們國內(nèi)是-7到35度，-7度沒問題，但是35度在尤其是夏天，可能中國大部分南方地區(qū)都會(huì)超過這個(gè)氣溫，我們做實(shí)驗(yàn)就會(huì)比較困難，而且高溫情況下它的排放后處理的效果可能會(huì)更好，排放不會(huì)有太大的變化，所以把溫度直接擴(kuò)展到了40度。
擴(kuò)展系數(shù)是這個(gè)概念，高海拔它的數(shù)據(jù)不會(huì)有修正，但是低溫狀態(tài)不太一樣，我們提了冷啟動(dòng)的限值，它的環(huán)境溫度過低，它后處理的升溫速度會(huì)很慢，也就導(dǎo)致了它排放會(huì)更高一些。所以對(duì)于低溫狀態(tài)下的排放會(huì)有一個(gè)系數(shù)做修正。
試驗(yàn)工況方面，國6的工況有非常明確的規(guī)定，由不同的市區(qū)、郊區(qū)、高速的組成，對(duì)于試驗(yàn)以及后續(xù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用來說都是不友好的，所以也會(huì)做一個(gè)簡化。
載荷是不限制的，數(shù)據(jù)分析方法和限值問題我后面會(huì)去介紹。
這是整個(gè)PEMS測試的數(shù)據(jù)，這個(gè)是它的濃度，我們目前計(jì)劃在第一個(gè)功基窗口做一個(gè)冷態(tài)的限值要求，暫時(shí)提的是690mg/kWh，也就是460mg/kWh臺(tái)架冷態(tài)限值的1.5倍。在后面用300s移動(dòng)平均作為熱態(tài)的數(shù)據(jù)來評(píng)價(jià)，根據(jù)每個(gè)窗口的負(fù)載的不同，把它劃分成怠速的窗口、低負(fù)荷的窗口和中高負(fù)荷的窗口，分別提限值要求。對(duì)于怠速窗口暫時(shí)提的是5g/h的限值，中高負(fù)荷的是90mg/kWh，低負(fù)荷從目前的數(shù)據(jù)來看，和中高負(fù)荷沒有區(qū)別，所以也是提的90mg/kWh。
這個(gè)是一個(gè)驗(yàn)證的情況，驗(yàn)證了兩條曲線，目前來看冷啟動(dòng)控制在690mg/kWh是有難度的，但是熱穩(wěn)運(yùn)行的窗口90mg/kWh是余量非常大的，所以這個(gè)后面可能對(duì)于冷態(tài)的我們還要做更多的驗(yàn)證。
單車溫室氣體總而言之我們要和商用車油耗標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同，但同時(shí)和它也有一些不同，我們是溫室氣體，不僅包括二氧化碳，還包括甲烷和氧化亞氮。另外，我們把尾氣排放部分作為A值，用A值去做企業(yè)平均管理，引導(dǎo)新能源車導(dǎo)入。對(duì)于能耗折算部分，我們作為B值，也就是電耗會(huì)折算當(dāng)量二氧化碳，零碳的燃料也會(huì)從能量角度去折算成當(dāng)量的二氧化碳。A值+B值放到一起作為單車限值的要求。
這個(gè)就跟商用車油耗標(biāo)準(zhǔn)有點(diǎn)不同了，油耗標(biāo)準(zhǔn)是只控制尾氣部分，沒有B值的。我們做了三個(gè)典型的驗(yàn)證，第一個(gè)是純電動(dòng)，第二個(gè)是混合動(dòng)力，第三個(gè)是氫燃料電池。純電動(dòng)只有B值，折算完之后是108mg/kWh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于油耗的限值?；旌蟿?dòng)力它有A值也有B值，氫燃料電池也是有A值和B值，加起來之后都能夠滿足四階段油耗標(biāo)準(zhǔn)折算之后的二氧化碳排放限值。
提單車的限值無法促進(jìn)車隊(duì)整體減排，因?yàn)榻捣吘褂邢?，不?huì)促進(jìn)車隊(duì)整體新能源的導(dǎo)入和整體碳排放的降低，我們后面也會(huì)去設(shè)計(jì)企業(yè)平均的管理模式。這個(gè)圖我不再細(xì)講了，主要就是說我們會(huì)基于每個(gè)車類去確定未來某個(gè)目標(biāo)年份的目標(biāo)值，各個(gè)企業(yè)對(duì)應(yīng)車類到當(dāng)時(shí)年度完成目標(biāo)值的差額作為績效，就是說如果低于這個(gè)目標(biāo)值，就獲得正的績效，高于目標(biāo)值就是負(fù)的績效。再基于各類車輛對(duì)應(yīng)的壽命和載荷，也就是它排放的強(qiáng)度去做加權(quán)。最后如果整個(gè)企業(yè)是正績效，說明達(dá)標(biāo)，負(fù)的績效就是不達(dá)標(biāo)。這是一套總的設(shè)計(jì)思路。當(dāng)然我們也知道輕型商用車也在做積分，我們還會(huì)有后續(xù)的協(xié)調(diào)。
最后簡單的總結(jié)，總而言之我們要考慮產(chǎn)業(yè)的技術(shù)可達(dá)、成本可控的前提下，我們會(huì)期望國7能夠帶來一個(gè)顯著的環(huán)境效益，促進(jìn)排放控制技術(shù)升級(jí)和我們的減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前限值方案還是需要后續(xù)的更多的廠家、更多的技術(shù)路線以及更多燃料類型的發(fā)動(dòng)機(jī)和整車再去做驗(yàn)證，才能最終確定下來。PEMS這個(gè)方法需要做升級(jí)，并且創(chuàng)新這個(gè)方法之后也會(huì)更利于我們后續(xù)的監(jiān)管實(shí)施，并且獲得真實(shí)的減排效益。溫室氣體單車限值我們建議同步考慮電耗折算和零碳燃料折算，以便未來對(duì)新技術(shù)形勢的監(jiān)管，以及不斷促進(jìn)減排。還要配套溫室氣體企業(yè)平均管理制度，以促進(jìn)新能源引入。最后參考?xì)W美的一些新的方向，包括制動(dòng)磨損的顆粒物排放、輪胎磨損顆粒物排放、電池耐久性等等也會(huì)去做研究，我們是建議寫到標(biāo)準(zhǔn)里面去，或者在標(biāo)準(zhǔn)里面暫時(shí)去提出一個(gè)總體的要求，待相應(yīng)后續(xù)的包括測試方法等完善后再去做補(bǔ)充。
以上就是我的介紹，謝謝大家。
（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）
