0由中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司、中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車(chē)報(bào)社共同主辦，天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)特別支持，日本汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)、德國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、新能源汽車(chē)國(guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟聯(lián)合協(xié)辦的第二十屆中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達(dá)）國(guó)際論壇（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“泰達(dá)汽車(chē)論壇”）于2024年8月29日至9月1日在天津?yàn)I海新區(qū)舉辦。本屆論壇以“風(fēng)雨同舟二十載 攜手并肩向未來(lái)”為年度主題，邀請(qǐng)重磅嘉賓展開(kāi)深入研討。
在9月1日“節(jié)能與新能源方向?qū)ｎ}分論壇一：20年積淀變革，燃油車(chē)與新能源汽車(chē)的未來(lái)之路”中，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院機(jī)動(dòng)車(chē)排污監(jiān)控中心研究員紀(jì)亮發(fā)表題為“我國(guó)汽車(chē)污染物及碳排放控制研究進(jìn)展與趨勢(shì)”的演講。
中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院機(jī)動(dòng)車(chē)排污監(jiān)控中心研究員 紀(jì)亮
以下為演講實(shí)錄：
各位嘉賓：
很榮幸今天來(lái)參加泰達(dá)論壇，借此機(jī)會(huì)我給大家分享一下我們汽車(chē)在污染物減排以及碳排放控制方面的一些最新的研究進(jìn)展，以及未來(lái)的趨勢(shì)的分析。
今天介紹的內(nèi)容主要包括這三個(gè)方面。
一、面臨形勢(shì)
首先我們看一下現(xiàn)在的形勢(shì)，經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，在我們各行各業(yè)的共同努力下，整體的空氣質(zhì)量改善是取得了非常好的成果。跟2015年相比達(dá)標(biāo)城市的比例提升了近40%，面臨2035年全面實(shí)現(xiàn)中國(guó)的目標(biāo)情況下，整個(gè)的細(xì)顆粒物要降到25微克/立方米以下，空氣質(zhì)量要全面達(dá)標(biāo)。在這樣的后10年的道路上，我們所面臨的挑戰(zhàn)還是非常大的。
另外，在區(qū)域上來(lái)講，我們很多城市實(shí)際上污染物的主要來(lái)源，包括細(xì)顆粒物的主要來(lái)源，實(shí)際就是以車(chē)為主的移動(dòng)源。以地區(qū)來(lái)劃分，實(shí)際上是中東部地區(qū)的氮氧化物的減排壓力還是非常大的。同時(shí)面向雙碳目標(biāo)，我們整個(gè)交通源也是納入人的視野，占比也非常重，所以整個(gè)移動(dòng)源也好，或者所謂的交通源在未來(lái)的減污降碳當(dāng)中都會(huì)發(fā)揮非常重要的一個(gè)作用。
我們現(xiàn)在也看一下，近些年來(lái)實(shí)際上發(fā)展的數(shù)據(jù)。近20年來(lái)整個(gè)的汽車(chē)保有量突破了3億輛，保有量持續(xù)的快速增長(zhǎng)，實(shí)際也是汽車(chē)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的20年。2021年和1999年相比我們的汽車(chē)保有量是增加了19倍，但是從污染物控制來(lái)講NOx排放量是增長(zhǎng)了0.4倍，VOCs跟1999年基本持平，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也好或者政策措施落地，最后呈現(xiàn)的這樣一個(gè)效果。我們也可以看到，我們和歐美國(guó)家單車(chē)排放強(qiáng)度相比，還有一定的差距。這也是我們繼續(xù)要努力的方向。
另外，從其他的數(shù)據(jù)，其實(shí)大家也非常熟悉，NOx和VOCs現(xiàn)在產(chǎn)生細(xì)顆粒物的最主要的前體物，移動(dòng)源占比是最高的，占到60%和24%。二氧化碳是交通源，占到全行業(yè)的10%。如果細(xì)分到車(chē)上，機(jī)動(dòng)車(chē)NOx和VOCs排放分別占到了移動(dòng)源的55%和82%。機(jī)動(dòng)車(chē)二氧化碳排放在交通源當(dāng)中也占到了80%以上。所以從具體的數(shù)值來(lái)看這也是未來(lái)控制的重點(diǎn)。
其實(shí)分析未來(lái)的減排，主要的措施，最主要是依托結(jié)構(gòu)性減排，一個(gè)是能源結(jié)構(gòu)，還有車(chē)隊(duì)結(jié)構(gòu)整體的清潔化。我們現(xiàn)在梳理了現(xiàn)有的政策規(guī)劃，包括國(guó)際上的發(fā)展，預(yù)期在未來(lái)2035年前后我們的新能源滲透率在60%到65%左右，各個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)果也是不一樣的，我們這里是偏保守的一些預(yù)測(cè)。
另外我們也分析了從保有量的情況來(lái)看，目前中國(guó)的汽車(chē)千人保有量是221輛，跟歐美日相比大概是他們的1/3到1/4的水平，所以從人均保有量來(lái)講還是有巨大的上升空間，我們也預(yù)期未來(lái)最終峰值應(yīng)該是在5億輛左右。在這樣的情況下也結(jié)合現(xiàn)在整體的發(fā)展步驟和發(fā)展規(guī)劃，預(yù)期在2030年之前以燃油車(chē)為主，很大程度上是商用車(chē)的步伐會(huì)相對(duì)乘用車(chē)落后一些。
所以，從政策的評(píng)估上來(lái)講，也是從近中期來(lái)講，2035年前實(shí)施新的排放標(biāo)準(zhǔn)和淘汰老舊車(chē)是減排的措施。從最右側(cè)的這張圖也可以看到，如果是未來(lái)再進(jìn)一步的減排在2035年之后，新能源的導(dǎo)入將是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。不管是從污染物的減排還是從二氧化碳的減排上，都會(huì)發(fā)揮不可替代的作用。
近中期我們結(jié)合多種路線(xiàn)并存的情況下，下一階段標(biāo)準(zhǔn)的研究，還是在緊鑼密鼓當(dāng)中進(jìn)行著。也是在落實(shí)國(guó)家整個(gè)的減污降碳大的規(guī)劃方案、政策文件的部署。
同時(shí)這也包括2035年美麗中國(guó)建設(shè)的意見(jiàn)，綜合減排工作方案，以及協(xié)同增效都提到下一階段標(biāo)準(zhǔn)的制定。今天匯報(bào)的主要內(nèi)容也是圍繞標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)工作方面進(jìn)行匯報(bào)。接下來(lái)在研究過(guò)程當(dāng)中也是緊密追蹤國(guó)際上的變化和進(jìn)展。
二、歐美排放法規(guī)新進(jìn)展
首先我們看一下，這是歐美排放法規(guī)的最新進(jìn)展。今年5月份歐7最終的目標(biāo)確定下來(lái)，去年實(shí)際上輕型車(chē)二氧化碳的法規(guī)就已經(jīng)落地。這樣的話(huà)，提出未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)去年4月份美國(guó)EPA也發(fā)布了輕型車(chē)面向2027年的排放法規(guī)。在這里面也是規(guī)定了污染物和溫室氣體協(xié)同推進(jìn)的控制目標(biāo)。下面具體來(lái)看一下一些指標(biāo)的要求。
歐盟實(shí)際從污染物排放法規(guī)來(lái)講，很多限值和現(xiàn)在實(shí)施的歐6E是一致的，顆粒物的指標(biāo)是加嚴(yán)，蒸發(fā)排放，VOC主要的來(lái)源也是進(jìn)一步的限制加嚴(yán)。跟以往最大的區(qū)別就是把非尾氣的顆粒物引入了法規(guī)要求。包括制動(dòng)剎車(chē)的顆粒物排放，還有輪胎的排放。同時(shí)考慮新能源的引入，把電池耐久性也引到了排放法規(guī)當(dāng)中。
從二氧化碳控制來(lái)講，2035年前后就要實(shí)現(xiàn)全面的零排放，美國(guó)的2027年法規(guī)，如果從污染物的限值來(lái)講比當(dāng)前法規(guī)繼續(xù)加嚴(yán)了60%，從二氧化碳來(lái)講，是比當(dāng)前的2026年的水平要降低56%左右。這個(gè)是歐美輕型車(chē)法規(guī)方面新的進(jìn)展。
重型車(chē)排放法規(guī)今年跟輕型車(chē)同步發(fā)布了重型車(chē)的歐7法規(guī)，今年6月份歐盟又確定了商用車(chē)二氧化碳減排的目標(biāo)，到2040年前后要減排90%左右，美國(guó)也是比較早出臺(tái)了超低排放標(biāo)準(zhǔn)，在2022年12月份就已經(jīng)出臺(tái)。并且和歐7一樣計(jì)劃在2027年開(kāi)始實(shí)施，溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn)在今年3月份最終確定，這個(gè)是美國(guó)的確定。
我們可以具體看一下，這是歐7、美國(guó)2027、加州2027和中國(guó)國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的限值對(duì)比，從這個(gè)可以看到歐洲氮氧化物是加嚴(yán)了56%左右，同時(shí)也是提出PN10的顆粒物的限值要求，跟輕型車(chē)一樣，新增加了非尾氣顆粒物的排放，以及動(dòng)力電池耐久性的要求。
美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，目前從限值來(lái)看是國(guó)際上氮氧化物限值和顆粒物限值都最為嚴(yán)格的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。比現(xiàn)在的限值加了75%到90%。同時(shí)還引入了低負(fù)荷、冷啟動(dòng)的這些強(qiáng)化城市工況中低負(fù)荷這樣的污染控制思路。
同樣，電池耐久性也引入了重型車(chē)的法規(guī)。應(yīng)對(duì)下一步的法規(guī)技術(shù)路線(xiàn)，就是大家行業(yè)內(nèi)俗稱(chēng)的超低排放的技術(shù)路線(xiàn)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)本身的改進(jìn)。另外就是后處理方面，電加熱的采用或者是雙SCR技術(shù)的采用，這才能滿(mǎn)足未來(lái)排放法規(guī)的需求。
從二氧化碳排放方面，前面也提到，2030年的時(shí)候歐洲是計(jì)劃所有的城市新公交車(chē)要零排放，2040年是要比現(xiàn)在降低90%的目標(biāo)。美國(guó)實(shí)際上它的三階段溫室氣體的要求跟現(xiàn)在相比加嚴(yán)的幅度要略小于歐洲。但是，它實(shí)際上限值的提出是基于新能源車(chē)，也就是零排放車(chē)導(dǎo)入的速度，在2030年前導(dǎo)入是比較保守的，但是2031年之后新能源重型車(chē)的導(dǎo)入速率會(huì)加快，就是右邊的這個(gè)表，到2032年也是計(jì)劃到40%的導(dǎo)入率。所以它的總體來(lái)說(shuō)對(duì)常規(guī)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的二氧化碳排放沒(méi)有特別的加嚴(yán)，但是是通過(guò)零排放車(chē)的導(dǎo)入，使整個(gè)車(chē)隊(duì)的排放進(jìn)一步的加嚴(yán)。
總結(jié)一下，歐洲和美國(guó)的特點(diǎn)，實(shí)際上歐洲是二氧化碳的限值加嚴(yán)幅度，是未來(lái)整個(gè)技術(shù)升級(jí)的最大的驅(qū)動(dòng)力，美國(guó)實(shí)際上還是兩條線(xiàn)并行，污染物要實(shí)現(xiàn)超低排放，二氧化碳沒(méi)有歐洲那么激進(jìn)，但同時(shí)也是協(xié)同推進(jìn)，與污染物目標(biāo)的共同推進(jìn)主要是這樣的情況。
三、我國(guó)下階段汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)展望
我們國(guó)家實(shí)際上在未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)制定當(dāng)中和國(guó)際上也是類(lèi)似的，有主要的幾個(gè)大的思路。第一，污染物和溫室氣體的協(xié)同控制；第二，揮發(fā)性有機(jī)物和氮氧化物的協(xié)同減排；第三，強(qiáng)化實(shí)際道路排放的減少；第四，基于遠(yuǎn)程O(píng)BD等加強(qiáng)數(shù)字化在環(huán)境監(jiān)管當(dāng)中的應(yīng)用；第五，非常規(guī)污染物的控制；第六，加強(qiáng)顆粒物控制，既包括尾氣也包括非尾氣。
現(xiàn)在也是稍微展開(kāi)一點(diǎn)，首先是污染物和溫室氣體協(xié)同管控的方案，協(xié)同管控首先從適用范圍來(lái)講，不管是傳統(tǒng)的化石能源，包括一些新的燃料類(lèi)型，包括一些新的動(dòng)力方式，實(shí)際在標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，都涵蓋在里面。同時(shí)，它們的協(xié)同也體現(xiàn)在測(cè)量方法上的協(xié)同，這是重型車(chē)和輕型車(chē)放到一起，重型車(chē)同樣有發(fā)動(dòng)機(jī)和整車(chē)的要求。但是，不管是發(fā)動(dòng)機(jī)也好或者說(shuō)整車(chē)也好，都是同時(shí)會(huì)考慮污染物的測(cè)試，提出污染物的項(xiàng)目。同時(shí)也會(huì)有二氧化碳，以及氮氧化物、甲烷等溫室氣體的限值要求，整車(chē)方面也是同樣的，在同樣的工況下，污染物和二氧化碳、溫室氣體都要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。
另外推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)在不同車(chē)型上的應(yīng)用，輕型車(chē)提出不同等級(jí)限值這樣的一個(gè)設(shè)定。結(jié)合二氧化碳其實(shí)放大來(lái)講是溫室氣體的控制大幅推進(jìn)，后續(xù)會(huì)吸納國(guó)際上的經(jīng)驗(yàn)，包括我們現(xiàn)在油耗方面的經(jīng)驗(yàn)，把這個(gè)企業(yè)平均納入到溫室氣體管控的模式。
這個(gè)圖比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)基于新能源車(chē)的滲透率，提出行業(yè)的總目標(biāo)，同時(shí)會(huì)在各個(gè)企業(yè)、各個(gè)車(chē)型上把這個(gè)目標(biāo)來(lái)細(xì)化和分擔(dān)。每年會(huì)測(cè)算各個(gè)企業(yè)、各個(gè)車(chē)型目標(biāo)達(dá)成情況，算出正積分和負(fù)積分來(lái)，整體推動(dòng)行業(yè)進(jìn)行整個(gè)的減排。這是溫室氣體方面的考慮。
下一個(gè)就是氮氧化物超低排放，面向超低排放前面也提到，主要的技術(shù)路線(xiàn)，包括國(guó)際上一方面是雙SCR主要是降低氮氧化物的排放，另外電加熱的方案以及燃燒器，都是為了把熱管理做好?，F(xiàn)在在整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程預(yù)言當(dāng)中也是吸納國(guó)內(nèi)的主要企業(yè)，搭建國(guó)七的機(jī)型來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)三家企業(yè)，6臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，18套技術(shù)方案的組合，上面提到的這三種路線(xiàn)有不同方案的組合，來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。我們也發(fā)現(xiàn)氮氧化物如果在冷態(tài)WHTC循環(huán)下，平均能夠達(dá)到440mg/kWh這樣的一個(gè)水平，熱態(tài)實(shí)際上特別好控制的，基本都是在50mg/kWh以下。
整體來(lái)看，冷啟動(dòng)肯定是未來(lái)控制的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，我們還搭載了利用國(guó)七的發(fā)動(dòng)機(jī)搭載到一臺(tái)車(chē)上，組裝了一輛國(guó)七的樣車(chē)進(jìn)行了試驗(yàn)。左邊和右邊的數(shù)據(jù)最主要的差別就是駕駛工況略有差異，左邊是測(cè)試實(shí)際工況，右側(cè)是我們從遠(yuǎn)程平臺(tái)上導(dǎo)出來(lái)的實(shí)際工況。這兩個(gè)圖說(shuō)明的是國(guó)六和國(guó)七車(chē)，國(guó)七無(wú)論在哪一種工況下測(cè)試，整車(chē)的測(cè)試，它的冷啟動(dòng)基本上還是能在690 mg/kWh以下，但是國(guó)六的車(chē)有的冷啟動(dòng)就可以達(dá)到2600 mg/kWh左右，大大的高于熱啟動(dòng)排放的值。國(guó)七和國(guó)六也是為了進(jìn)一步驗(yàn)證我們實(shí)際上未來(lái)控制的重點(diǎn)就是在冷啟動(dòng)，低負(fù)荷的情況下。
另外怠速的控制，國(guó)六和國(guó)七車(chē)也有很大的差別，這是右側(cè)紫色的柱圖也可以對(duì)比，這是加強(qiáng)怠速控制與否的一個(gè)必要性的分析，這是我們目前做的實(shí)測(cè)的情況。
把VOC測(cè)試方面，主要聚焦在汽油車(chē)方面的控制，現(xiàn)在做的研究就是比對(duì)，因?yàn)楝F(xiàn)在美國(guó)是蒸發(fā)排放控制最嚴(yán)格的，有碳罐溢出試驗(yàn)的要求，左側(cè)的這三個(gè)小圖就是美國(guó)的車(chē)型，與國(guó)六車(chē)相比，就因?yàn)樘脊抟绯鰶](méi)有進(jìn)行控制，現(xiàn)在排放是比較高，現(xiàn)在已經(jīng)把下一步改進(jìn)的測(cè)試程序和技術(shù)方案，已經(jīng)基本分析論證清楚，這應(yīng)該也是未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中一個(gè)重要的突破點(diǎn)。
再一個(gè)就是減少實(shí)際的行駛中的排放，這個(gè)也是納入了更多的污染物項(xiàng)目，另外更寬泛的實(shí)驗(yàn)條件，也是為了更加符合我們車(chē)輛的實(shí)際駕駛的條件要求。還有全工況，也跟測(cè)試條件是相對(duì)應(yīng)的。最終的目標(biāo)使實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中車(chē)輛能夠達(dá)到污染物減排。
實(shí)際上，技術(shù)方面的第六個(gè)內(nèi)容加強(qiáng)OBD遠(yuǎn)程智慧化監(jiān)管的應(yīng)用，補(bǔ)全混合動(dòng)力方面包括其他燃料類(lèi)型車(chē)輛的缺失。另外加強(qiáng)數(shù)據(jù)在監(jiān)管中的應(yīng)用。包括算法、數(shù)據(jù)的質(zhì)量的保證，服務(wù)于新車(chē)的監(jiān)管，包括OBD防篡改是特別的一項(xiàng)內(nèi)容，另外就是排放召回也是基于大數(shù)據(jù)的分析，來(lái)進(jìn)行篩查，這也是進(jìn)一步強(qiáng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。
第七個(gè)主要的內(nèi)容是非尾氣排放以及動(dòng)力電池耐久性的要求，這三個(gè)方面也都是全球統(tǒng)一技術(shù)法規(guī)WP29在做的三項(xiàng)法規(guī)，我們也積極參與法規(guī)方法的開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證工作，并且也是為國(guó)七標(biāo)準(zhǔn)制定提供相應(yīng)的依據(jù)。目前也標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)是促進(jìn)這些新技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)這些新技術(shù)的應(yīng)用，也需要相應(yīng)的土壤和空間，都是跟國(guó)際同步研究的進(jìn)展。
以上就是標(biāo)準(zhǔn)方面的思考，所以生態(tài)環(huán)境部也是出臺(tái)各種相應(yīng)的政策，推動(dòng)新的技術(shù)尤其是零排放技術(shù)的應(yīng)用。比如說(shuō)，除了我們?cè)谥贫?biāo)準(zhǔn)，另外就是通過(guò)重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)的績(jī)效分級(jí)，超低排放，水泥、焦化，下一步還要推電廠(chǎng)和燃煤鍋爐，他們所謂超低排放切入點(diǎn)就是車(chē)隊(duì)的清潔化，也就是進(jìn)一步大幅提升零排放車(chē)輛的應(yīng)用場(chǎng)景。另外，我們也在制定零排放貨運(yùn)示范的項(xiàng)目，也是把這些成熟的經(jīng)驗(yàn)，成熟的技術(shù)，由點(diǎn)到面向全國(guó)推廣。
所以，未來(lái)的發(fā)展以政策、標(biāo)準(zhǔn)組合拳的方式把技術(shù)的推動(dòng)、技術(shù)的應(yīng)用作為一盤(pán)棋來(lái)推進(jìn)和考慮，為整體的移動(dòng)源的清潔化、能源的低碳化來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的目標(biāo)，我們做出相應(yīng)的工作和貢獻(xiàn)。
以上就是我匯報(bào)的內(nèi)容，也感謝大家，歡迎大家批評(píng)指正，謝謝！
