0由中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中國汽車工程學(xué)會、中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車報社共同主辦，天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會特別支持，日本汽車工業(yè)協(xié)會、德國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟聯(lián)合協(xié)辦的第二十屆中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達(dá)）國際論壇（以下簡稱“泰達(dá)汽車論壇”）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”為年度主題，邀請重磅嘉賓展開深入研討。
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，燃油車與新能源汽車的未來之路”中，中國環(huán)境科學(xué)研究院機(jī)動車排污監(jiān)控中心研究員紀(jì)亮發(fā)表題為“我國汽車污染物及碳排放控制研究進(jìn)展與趨勢”的演講。
中國環(huán)境科學(xué)研究院機(jī)動車排污監(jiān)控中心研究員 紀(jì)亮
以下為演講實(shí)錄：
各位嘉賓：
很榮幸今天來參加泰達(dá)論壇，借此機(jī)會我給大家分享一下我們汽車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，以及未來的趨勢的分析。
今天介紹的內(nèi)容主要包括這三個方面。
一、面臨形勢
首先我們看一下現(xiàn)在的形勢，經(jīng)過十余年的發(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)中國的目標(biāo)情況下，整個的細(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)域上來講，我們很多城市實(shí)際上污染物的主要來源，包括細(xì)顆粒物的主要來源，實(shí)際就是以車為主的移動源。以地區(qū)來劃分，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。同時面向雙碳目標(biāo)，我們整個交通源也是納入人的視野，占比也非常重，所以整個移動源也好，或者所謂的交通源在未來的減污降碳當(dāng)中都會發(fā)揮非常重要的一個作用。
我們現(xiàn)在也看一下，近些年來實(shí)際上發(fā)展的數(shù)據(jù)。近20年來整個的汽車保有量突破了3億輛，保有量持續(xù)的快速增長，實(shí)際也是汽車行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的20年。2021年和1999年相比我們的汽車保有量是增加了19倍，但是從污染物控制來講NOx排放量是增長了0.4倍，VOCs跟1999年基本持平，各項標(biāo)準(zhǔn)也好或者政策措施落地，最后呈現(xiàn)的這樣一個效果。我們也可以看到，我們和歐美國家單車排放強(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)分到車上，機(jī)動車NOx和VOCs排放分別占到了移動源的55%和82%。機(jī)動車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)值來看這也是未來控制的重點(diǎn)。
其實(shí)分析未來的減排，主要的措施，最主要是依托結(jié)構(gòu)性減排，一個是能源結(jié)構(gòu)，還有車隊結(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，包括國際上的發(fā)展，預(yù)期在未來2035年前后我們的新能源滲透率在60%到65%左右，各個機(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。
另外我們也分析了從保有量的情況來看，目前中國的汽車千人保有量是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講還是有巨大的上升空間，我們也預(yù)期未來最終峰值應(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年之前以燃油車為主，很大程度上是商用車的步伐會相對乘用車落后一些。
所以，從政策的評估上來講，也是從近中期來講，2035年前實(shí)施新的排放標(biāo)準(zhǔn)和淘汰老舊車是減排的措施。從最右側(cè)的這張圖也可以看到，如果是未來再進(jìn)一步的減排在2035年之后，新能源的導(dǎo)入將是一個必然的發(fā)展趨勢。不管是從污染物的減排還是從二氧化碳的減排上，都會發(fā)揮不可替代的作用。
近中期我們結(jié)合多種路線并存的情況下，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)國家整個的減污降碳大的規(guī)劃方案、政策文件的部署。
同時這也包括2035年美麗中國建設(shè)的意見，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。今天匯報的主要內(nèi)容也是圍繞標(biāo)準(zhǔn)升級工作方面進(jìn)行匯報。接下來在研究過程當(dāng)中也是緊密追蹤國際上的變化和進(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，去年實(shí)際上輕型車二氧化碳的法規(guī)就已經(jīng)落地。這樣的話，提出未來的發(fā)展目標(biāo)，同時去年4月份美國EPA也發(fā)布了輕型車面向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。包括制動剎車的顆粒物排放，還有輪胎的排放。同時考慮新能源的引入，把電池耐久性也引到了排放法規(guī)當(dāng)中。
從二氧化碳控制來講，2035年前后就要實(shí)現(xiàn)全面的零排放，美國的2027年法規(guī)，如果從污染物的限值來講比當(dāng)前法規(guī)繼續(xù)加嚴(yán)了60%，從二氧化碳來講，是比當(dāng)前的2026年的水平要降低56%左右。這個是歐美輕型車法規(guī)方面新的進(jìn)展。
重型車排放法規(guī)今年跟輕型車同步發(fā)布了重型車的歐7法規(guī)，今年6月份歐盟又確定了商用車二氧化碳減排的目標(biāo)，到2040年前后要減排90%左右，美國也是比較早出臺了超低排放標(biāo)準(zhǔn)，在2022年12月份就已經(jīng)出臺。并且和歐7一樣計劃在2027年開始實(shí)施，溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn)在今年3月份最終確定，這個是美國的確定。
我們可以具體看一下，這是歐7、美國2027、加州2027和中國國六標(biāo)準(zhǔn)的限值對比，從這個可以看到歐洲氮氧化物是加嚴(yán)了56%左右，同時也是提出PN10的顆粒物的限值要求，跟輕型車一樣，新增加了非尾氣顆粒物的排放，以及動力電池耐久性的要求。
美國的標(biāo)準(zhǔn)，目前從限值來看是國際上氮氧化物限值和顆粒物限值都最為嚴(yán)格的一個標(biāo)準(zhǔn)。比現(xiàn)在的限值加了75%到90%。同時還引入了低負(fù)荷、冷啟動的這些強(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的法規(guī)。應(yīng)對下一步的法規(guī)技術(shù)路線，就是大家行業(yè)內(nèi)俗稱的超低排放的技術(shù)路線，包括發(fā)動機(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，這才能滿足未來排放法規(guī)的需求。
從二氧化碳排放方面，前面也提到，2030年的時候歐洲是計劃所有的城市新公交車要零排放，2040年是要比現(xiàn)在降低90%的目標(biāo)。美國實(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，也就是零排放車導(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的導(dǎo)入速率會加快，就是右邊的這個表，到2032年也是計劃到40%的導(dǎo)入率。所以它的總體來說對常規(guī)內(nèi)燃機(jī)車輛的二氧化碳排放沒有特別的加嚴(yán)，但是是通過零排放車的導(dǎo)入，使整個車隊的排放進(jìn)一步的加嚴(yán)。
總結(jié)一下，歐洲和美國的特點(diǎn)，實(shí)際上歐洲是二氧化碳的限值加嚴(yán)幅度，是未來整個技術(shù)升級的最大的驅(qū)動力，美國實(shí)際上還是兩條線并行，污染物要實(shí)現(xiàn)超低排放，二氧化碳沒有歐洲那么激進(jìn)，但同時也是協(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、我國下階段汽車標(biāo)準(zhǔn)展望
我們國家實(shí)際上在未來標(biāo)準(zhǔn)制定當(dāng)中和國際上也是類似的，有主要的幾個大的思路。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OBD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講，不管是傳統(tǒng)的化石能源，包括一些新的燃料類型，包括一些新的動力方式，實(shí)際在標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，都涵蓋在里面。同時，它們的協(xié)同也體現(xiàn)在測量方法上的協(xié)同，這是重型車和輕型車放到一起，重型車同樣有發(fā)動機(jī)和整車的要求。但是，不管是發(fā)動機(jī)也好或者說整車也好，都是同時會考慮污染物的測試，提出污染物的項目。同時也會有二氧化碳，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)在不同車型上的應(yīng)用，輕型車提出不同等級限值這樣的一個設(shè)定。結(jié)合二氧化碳其實(shí)放大來講是溫室氣體的控制大幅推進(jìn)，后續(xù)會吸納國際上的經(jīng)驗(yàn)，包括我們現(xiàn)在油耗方面的經(jīng)驗(yàn)，把這個企業(yè)平均納入到溫室氣體管控的模式。
這個圖比較復(fù)雜，簡單來說基于新能源車的滲透率，提出行業(yè)的總目標(biāo)，同時會在各個企業(yè)、各個車型上把這個目標(biāo)來細(xì)化和分擔(dān)。每年會測算各個企業(yè)、各個車型目標(biāo)達(dá)成情況，算出正積分和負(fù)積分來，整體推動行業(yè)進(jìn)行整個的減排。這是溫室氣體方面的考慮。
下一個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，包括國際上一方面是雙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)在在整個標(biāo)準(zhǔn)的過程預(yù)言當(dāng)中也是吸納國內(nèi)的主要企業(yè)，搭建國七的機(jī)型來進(jìn)行試驗(yàn)，通過三家企業(yè)，6臺發(fā)動機(jī)，18套技術(shù)方案的組合，上面提到的這三種路線有不同方案的組合，來進(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。
整體來看，冷啟動肯定是未來控制的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，我們還搭載了利用國七的發(fā)動機(jī)搭載到一臺車上，組裝了一輛國七的樣車進(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，左邊是測試實(shí)際工況，右側(cè)是我們從遠(yuǎn)程平臺上導(dǎo)出來的實(shí)際工況。這兩個圖說明的是國六和國七車，國七無論在哪一種工況下測試，整車的測試，它的冷啟動基本上還是能在690 mg/kWh以下，但是國六的車有的冷啟動就可以達(dá)到2600 mg/kWh左右，大大的高于熱啟動排放的值。國七和國六也是為了進(jìn)一步驗(yàn)證我們實(shí)際上未來控制的重點(diǎn)就是在冷啟動，低負(fù)荷的情況下。
另外怠速的控制，國六和國七車也有很大的差別，這是右側(cè)紫色的柱圖也可以對比，這是加強(qiáng)怠速控制與否的一個必要性的分析，這是我們目前做的實(shí)測的情況。
把VOC測試方面，主要聚焦在汽油車方面的控制，現(xiàn)在做的研究就是比對，因?yàn)楝F(xiàn)在美國是蒸發(fā)排放控制最嚴(yán)格的，有碳罐溢出試驗(yàn)的要求，左側(cè)的這三個小圖就是美國的車型，與國六車相比，就因?yàn)樘脊抟绯鰶]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)該也是未來標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中一個重要的突破點(diǎn)。
再一個就是減少實(shí)際的行駛中的排放，這個也是納入了更多的污染物項目，另外更寬泛的實(shí)驗(yàn)條件，也是為了更加符合我們車輛的實(shí)際駕駛的條件要求。還有全工況，也跟測試條件是相對應(yīng)的。最終的目標(biāo)使實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中車輛能夠達(dá)到污染物減排。
實(shí)際上，技術(shù)方面的第六個內(nèi)容加強(qiáng)OBD遠(yuǎn)程智慧化監(jiān)管的應(yīng)用，補(bǔ)全混合動力方面包括其他燃料類型車輛的缺失。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)于新車的監(jiān)管，包括OBD防篡改是特別的一項內(nèi)容，另外就是排放召回也是基于大數(shù)據(jù)的分析，來進(jìn)行篩查，這也是進(jìn)一步強(qiáng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。
第七個主要的內(nèi)容是非尾氣排放以及動力電池耐久性的要求，這三個方面也都是全球統(tǒng)一技術(shù)法規(guī)WP29在做的三項法規(guī)，我們也積極參與法規(guī)方法的開發(fā)與驗(yàn)證工作，并且也是為國七標(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)境部也是出臺各種相應(yīng)的政策，推動新的技術(shù)尤其是零排放技術(shù)的應(yīng)用。比如說，除了我們在制定標(biāo)準(zhǔn)，另外就是通過重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)的績效分級，超低排放，水泥、焦化，下一步還要推電廠和燃煤鍋爐，他們所謂超低排放切入點(diǎn)就是車隊的清潔化，也就是進(jìn)一步大幅提升零排放車輛的應(yīng)用場景。另外，我們也在制定零排放貨運(yùn)示范的項目，也是把這些成熟的經(jīng)驗(yàn)，成熟的技術(shù)，由點(diǎn)到面向全國推廣。
所以，未來的發(fā)展以政策、標(biāo)準(zhǔn)組合拳的方式把技術(shù)的推動、技術(shù)的應(yīng)用作為一盤棋來推進(jìn)和考慮，為整體的移動源的清潔化、能源的低碳化來實(shí)現(xiàn)最終的目標(biāo)，我們做出相應(yīng)的工作和貢獻(xiàn)。
以上就是我匯報的內(nèi)容，也感謝大家，歡迎大家批評指正，謝謝！
