在今年的“兩會(huì)”上，空氣環(huán)境和節(jié)能減排議題受到高度關(guān)注。《政府工作報(bào)告》指出，2014年政府要出重拳強(qiáng)化污染防治，年內(nèi)要在全國供應(yīng)國四標(biāo)準(zhǔn)車用柴油。報(bào)告稱：“我國政府將以霧霾頻發(fā)的特大城市和區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)，以細(xì)顆粒物（PM2.5）和可吸入顆粒物（PM10）治理為突破口，抓住產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源效率、尾氣排放和揚(yáng)塵等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，健全政府、企業(yè)、公眾共同參與新機(jī)制，實(shí)行區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控，深入實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃。”

    可見，國四標(biāo)準(zhǔn)車用柴油與國四排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)緊密聯(lián)系，而排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)又與大氣污染防治密不可分，而要真正實(shí)施國四排放標(biāo)準(zhǔn)，國四柴油必須先到位。如果車油分離，即只有車本身到達(dá)國四標(biāo)準(zhǔn)，油卻到不了位，不僅不能減少顆粒物排放，還會(huì)對(duì)車輛造成嚴(yán)重?fù)p害。

 

    防治空氣污染亟需國四柴油

 

    “政府工作報(bào)告”在防治空氣污染的背景下提出年內(nèi)普及國四柴油，反映了防治空氣污染的緊迫性。近兩年，包括北京在內(nèi)的一些地區(qū)遭遇霧霾、酸雨等區(qū)域性大氣污染問題。這與車輛尾氣排放有關(guān)聯(lián)，引發(fā)社會(huì)各界對(duì)提高油品質(zhì)量的廣泛呼聲，車用柴油質(zhì)量升級(jí)的呼聲也日漸高漲。

 

    其實(shí)，這一工作，我國早已在做。資料顯示，為降低機(jī)動(dòng)車污染物排放量，改善大氣環(huán)境，合理利用資源，根據(jù)柴油的不同用途和不同應(yīng)用，2003年我國首次制定了車用柴油標(biāo)準(zhǔn)。車用柴油標(biāo)準(zhǔn)從輕柴油標(biāo)準(zhǔn)中獨(dú)立出來，開創(chuàng)了我國分用途執(zhí)行不同標(biāo)準(zhǔn)的先河，既滿足了柴油的多用途需要，又降低了生產(chǎn)成本，對(duì)我國提高柴油質(zhì)量具有重要意義。由于諸多原因，GB/T19147－2003《車用柴油（Ⅱ）》標(biāo)準(zhǔn)并未真正落實(shí)。

 

    在接下來的修訂中，為保證車用柴油標(biāo)準(zhǔn)的有效實(shí)施，故將推薦性標(biāo)準(zhǔn)改為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，先后發(fā)布并實(shí)施了車用柴油標(biāo)準(zhǔn)GB19147－2009《車用柴油（Ⅲ）》、GB19147－2013《車用柴油（Ⅳ）》和GB19147－2013《車用柴油（Ⅴ）》。GB19147－2009《車用柴油（Ⅲ）》于2011年7月1日起在全國范圍內(nèi)實(shí)施，至2015年1月1日廢止。

 

    在開展“滿足國家第五階段排放要求的清潔燃油組成與排放關(guān)系研究”的工作中，結(jié)合煉油實(shí)況及環(huán)保要求，在參考?xì)W盟標(biāo)準(zhǔn)EN590：2004《汽車燃油－柴油－要求和試驗(yàn)方法》的基礎(chǔ)上，我國制定出符合第四、第五階段排放要求的GB19147-2013《車用柴油（Ⅳ）》標(biāo)準(zhǔn)，在2013年2月7日發(fā)布并實(shí)施，過渡期至2014年12月31日，于2015年1月1日起全面執(zhí)行，至2018年1月1日廢止。

 

    從法規(guī)層面來說，我國的車用柴油標(biāo)準(zhǔn)已較完備，但在實(shí)際操作層面還存在問題。記者在調(diào)查走訪中發(fā)現(xiàn)，個(gè)別地區(qū)甚至至今連國三柴油還沒到位。所以，《政府工作報(bào)告》提出的年內(nèi)普及國四柴油很有針對(duì)性，為國四排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)準(zhǔn)備了前提。

 

    兩種技術(shù)路線都離不開國四油

 

    近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，柴油的需求量隨汽車的大量使用而不斷增加，大量柴油消耗造成的空氣污染日益嚴(yán)重，直接威脅著人民的健康。圍繞尾氣治理，除了采用先進(jìn)的尾氣后處理技術(shù)外，最直接的辦法就是提高油品質(zhì)量。而將這兩者結(jié)合起來才能真正實(shí)現(xiàn)排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)。

 

    重型柴油機(jī)從國三到國四，顆粒物排放限值從0.1g/kWh降低到0.02g/kWh，NOx排放限值從5g/kWh降低到3.5g/kWh。在國三的基礎(chǔ)上僅僅對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化雖然可以繼續(xù)降低污染物排放，但是不足以滿足國四標(biāo)準(zhǔn)，還需要增加其他技術(shù)。

 

    要使得NOx和顆粒物的排放達(dá)到法規(guī)要求，現(xiàn)有兩種方案可以選擇：

 

    第一種是EGR（廢氣再循環(huán)）＋DPF（柴油微粒過濾器）系統(tǒng)，通過EGR降低NOx，用DPF捕集顆粒物并通過再生技術(shù)除去顆粒物。或者采用E-GR＋POC（顆粒物氧化催化劑），其工作原理和EGR＋DPF相似，只是顆粒物轉(zhuǎn)化效率較低；

 

    第二種是改變發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，使顆粒物排放達(dá)到法規(guī)要求，但是同時(shí)會(huì)增加NOx的排放，所以在排氣管中安裝SCR（選擇性還原催化器）系統(tǒng)來降低NOx的排放。歸結(jié)起來，重型柴油機(jī)達(dá)到國四標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線有兩條，即俗稱的EGR和SCR。

 

    但不管是EGR還是SCR，離開國四油都無法真正實(shí)現(xiàn)國四排放標(biāo)準(zhǔn)，自然也無法實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、防治污染的目標(biāo)，特別是減排PM，即顆粒物更無從實(shí)現(xiàn)。中石油蘭州研發(fā)中心燃料油與燃料油添加劑工程師董紅霞對(duì)這一問題作了解釋。

 

    她表示，柴油中硫化物對(duì)NOx和PM能產(chǎn)生明顯促進(jìn)作用，并可使汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器催化劑中毒，因此硫含量在柴油中作為一項(xiàng)比較重要的指標(biāo)予以限制。柴油中的硫98%在燃燒過程中轉(zhuǎn)化成二氧化硫，其余2%作為硫酸鹽排放，二氧化硫通過排氣催化劑會(huì)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，最終成為PM的一部分。

 

    按照美國環(huán)境保護(hù)局的定義，柴油機(jī)排放的顆粒物PM包含以碳為主的碳煙、未氧化或未完全氧化的HC、硫酸鹽、與硫酸鹽結(jié)合的水和其他雜質(zhì)。因此降低柴油中的含硫量就相應(yīng)地降低了PM排放量，也降低了排氣煙度。

 

    歐洲汽車油料研究也表明，柴油中硫的含量從500ppm減少到30ppm將使得輕型車PM排放降低7%，重型車PM排放降低4%。國四排放法規(guī)要求更低的PM和Nox排放，柴油機(jī)后處理技術(shù)如NOx選擇催化還原器(SCR)、顆粒捕集器(DPF)等遂得到廣泛應(yīng)用。但隨著燃料硫含量的增加，一些排氣后處理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率會(huì)降低甚至?xí)l(fā)生硫中毒而永久失效。

 

    當(dāng)油品硫含量為3ppm時(shí)，柴油顆粒過濾器使得PM排放下降率為95%，而當(dāng)柴油中硫含量增至30ppm后，PM排放下降率僅為70%左右。當(dāng)柴油硫含量達(dá)到350ppm時(shí)，PM排放下降率為0，此時(shí)柴油顆粒過濾器已失效。當(dāng)燃油硫含量大于350ppm時(shí)，使用DPF裝置后PM排放甚至大于發(fā)動(dòng)機(jī)直接排放。

 

    而國三油硫含量恰恰為350ppm，所以無論如何，要實(shí)施國四排放標(biāo)準(zhǔn)，國四油必須到位。

 

    不使用國四油會(huì)對(duì)國四車造成損害

 

    由于國四柴油遲遲不到位，重型柴油機(jī)國四排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的時(shí)間一推再推。但也有人提出“車油分離”的觀點(diǎn)，認(rèn)為車可先于油品進(jìn)入國四，遭到汽車行業(yè)的反對(duì)。因?yàn)檫@樣做會(huì)對(duì)車輛產(chǎn)生損害。

 

    那么，不使用國四油會(huì)對(duì)國四車產(chǎn)生何種損害呢？董紅霞稱，EGR帶有貴金屬涂層的顆粒物后處理系統(tǒng)的一個(gè)弱點(diǎn)是，如果廢氣中有硫的話會(huì)將硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。只有燃油中的硫含量低于20ppm時(shí)（假設(shè)不包括燃油中所含的硫的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)排放的微粒物不超過0.01g/kWh）才可能達(dá)到國四要求的顆粒物排放限值，所以如果采用此方案，肯定不能使用燃油中硫含量高達(dá)350ppm的國三油。

 

    因?yàn)槿绻褂昧耍粌H達(dá)不到顆粒物排放限值，而且可能使EGR系統(tǒng)受到損害。例如：發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)受EGR系統(tǒng)產(chǎn)生的硫酸的腐蝕；DPF再生會(huì)被硫酸鹽鈍化；過濾器會(huì)被堵塞并不可恢復(fù)。

 

    SCR系統(tǒng)對(duì)油品的要求不如EGR高，這也是中國商用車廠家，特別是重卡企業(yè)廣泛使用SCR系統(tǒng)的重要原因。但即便如此，SCR系統(tǒng)對(duì)油品硫含量的最高容忍度也只有200ppm，依然低于國三油的硫含量，所以要使SCR系統(tǒng)順利運(yùn)轉(zhuǎn)也需要國四油。勉強(qiáng)使用國三油雖然不會(huì)產(chǎn)生像EGR系統(tǒng)那樣嚴(yán)重的問題，但對(duì)SCR系統(tǒng)來說也相當(dāng)于“慢性自殺”，會(huì)降低商用車發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，并增加其故障率。----商用車