【系列二:谁是雾霾真凶】“千人”刘屹:PM2.5防治从机动车尾气抓起
2015/3/3 千人智库

     在PM2.5的主要来源中,机动车尾气的贡献率无疑是巨大的。安徽艾可蓝节能环保科技有限公司董事长、国家“千人计划”专家刘屹在接受本刊记者采访时介绍,我国机动车直接排放的PM2.5保守测算在总颗粒数量的30%左右。而且,由于机动车排放区多在人类的生活区域,尾气又是近地面排放,所以其排放的PM2.5对公众健康的危害更为直接。

     因此,要防治PM2.5,就必须要从机动车尾气入手。

     贡献大户黄标车

     机动车的燃料主要为化石能源,机动车特别是柴油车尾气中不仅会含有大量的PM2.5颗粒物,还含有能够生成PM2.5二次颗粒物的氮氧化物、硫化物和挥发性有机化合物等,对PM2.5形成“双重贡献”。

     数据显示,2010年,全国机动车保有量1.9亿辆,排放污染物达到5226万吨,其中汽车排放的颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)占机动车排放总量的85%。而据环保部测算,“十二五”期间我国还将新增机动车1亿辆以上,新增车用汽柴油消耗1亿至1.5亿吨,届时,我国PM2.5污染问题将进一步加剧。

     为了控制机动车污染排放,相关部门已经借鉴欧洲标准,在国内逐步推行了五个阶段的排放标准,即国I、国II、国III、国IV及国V。其中,国I在2000年左右推出,就在今年,北京又已经率先推行国V标准。

     “机动车排放标准从国Ⅰ至国Ⅳ,每提高一次标准,单车污染就将减少30%至50%。”刘屹表示,一辆国V标准的轻型车,能比国Ⅳ标准车减少25%以上的氮氧化物排放,PM2.5颗粒物也会大幅度削减。

     但我国能够达到较高排放标准的在用机动车数量并不乐观。仅从汽车来看,目前,我国能够达到国III及以上排放标准的汽车占汽车总保有量的41.1%,国II汽车占25.5%,国I汽车占20.6%,其余12.8%的汽车甚至无法达到国I排放标准。

     “达不到国I标准的汽油车,或达不到国III标准的柴油车,由于高污染排放而被贴上黄色环保标志,我们称之为‘黄标车’。这些车一般车龄较高,有一部分可以改装排放装置实现排放达标,而大多则不能。”刘屹介绍说,黄标车是不达标车辆的典例,是尾气排放和空气污染的大户。

     虽然黄标车在机动车总量中所占的比例不高,但其造成的污染却极为严重。研究表明,黄标车的单车排放量分别是国Ⅰ、国Ⅱ、国Ⅲ和国Ⅳ车的5倍、7倍、14倍和20倍之多。2011年的《中国机动车污染防治年报》的数据显示,截至2010年底,全国机动车保有量已经达到1.9亿辆,其中黄标车1558.3万辆。算起来黄标车比例仅占到8.2%左右,但其排放出的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物却分别达到机动车排放总量的41.6%、47.9%、63.1%和86.1%。

     近年来,我国对黄标车等老旧车辆实行鼓励淘汰的政策,但实际报废速度仍然较为缓慢。“市场上不乏厂商以次充好,或将报废车辆翻新出售,以致市面上流窜一定数量的‘套牌’车辆,而这其中就有不少黄标车继续在社会上非法运营。”刘屹介绍道。“另一方面,大多数城市普遍试用转移方式解决该问题,即把城市中的黄标车二手出售到中小城市及农村地区。如此一来,大量高油耗、高污染车从发达地区转移到欠发达地区,花费了地方政府财政资源,而节能减排的问题依然没有得到根本解决。”

     对此,刘屹建议,政府部门应该加大监管力度,应该尽快在全国范围内出台针对黄标车的综合措施,严格执行《机动车强制报废标准规定》、《关于报废汽车监督管理有关工作的通知》等,着力加强对营运车辆的管理。“应该报废的按要求及时报废,没有报废的也要通过扩大其限行区域来遏污染的扩大。”刘屹说道。

     油品需要升级

     以黄标车为代表的老旧车辆的普遍存在,给尾气减排工作蒙上了一层阴影。与此同时,影响尾气控制的另一个重要因素——油品质量的问题也同样悬而未决。

     欧美日等国在机动车污染治理中的经验早已表明,污染减排的显著成效要有优质油品作为保障。按照国际通行的作法,在排放标准推行之前,油品就需要提前进行更新换代,以保证标准推行期车辆对油品的过渡性适应。比如美国在每一轮机动车排放标准实施的前6个月,就要提升油品质量标准,保证一段时间的油品过渡;而日本及部分欧洲国家也是如此,且油品升级的时间比新的机动车排放标准实施要早5年。

     也就是说,如果油品的升级速度上不来,就算排放标准上去了,也很难把减排效果落到实处。刘屹表示,油品问题一直以来就是我国机动车污染治理中的一块短板。从整体上来看,国内炼油厂生产的汽油质量与国外相比还存在较大差距,柴油方面更是有过之而无不及,使用起来仍然造成大量污染。

     近些年来,国内各大油企也逐渐重视油品问题的改善。为了提高燃油质量,实施了催化裂化装置降烯烃改造、汽油加氢脱硫装置建设、新建和改扩建催化重整装置等多项措施,冶炼工艺水平也在不断提升,以中国石油为代表的一些大型油企也一直在为燃油升级而努力。但从全国范围来看,我国油品全面升级的步伐还颇为滞后,优质油品的供应量不足问题突出。

     根据有关机构调查,目前,除北京、上海、广州等在内的少数几个大城市能够供应基本符合国IV排放标准要求的车用汽油外,全国其他地区仍在销售国Ⅲ和国II车用汽油。而柴油质量更是不尽人意,绝大多数地区还在销售国II甚至是国I标准的车用柴油。国IV排放标准的车却只能使用低标准的油品,这种“车油不配”现象在我国已经司空见惯,严重影响了污染控制。

     “优质油品供应不足对排放标准的升级产生直接影响。”据了解,截至2011年底,国内石油公司都没有如标准规定及时供应国III柴油,这直接导致了环保部将重型柴油车国IV排放标准的实施时间进一步推迟到2013年7月1日。

     对于油品升级缓慢问题,有关专家的解释是,“在国外,油品升级的成本由国家税收、生产者和消费者三方面共同承担,但国内目前这个成本实际仅由油企和消费者承担。在目前的成品油定价机制下,国内油企难以通过油价转嫁成本,缺乏升级油品的动力。”

     刘屹认为,国家层面应该高度重视这一问题,出台相应的财税政策,一方面调整现有油价定制机制,另一方面敦促国内油企加快油品升级步伐。

     当然,倘若能够减少传统化石燃料的使用,鼓励使用新的清洁能源,将更有助于对机动车PM2.5等污染物的治理。“只是新能源机动车辆或许还要经历很长一段时间才能普及”。刘屹表示。

     给排气管戴个“口罩”

     实际上,无论是提升油品质量还是使用新能源,都属于机内净化。除此之外,诸多机动车生产企业也尝试通过先进发动机技术的应用,例如汽油直喷和柴油高压喷射技术等,强化燃油燃烧程度,来达到减少排放的目的,但其效果也有局限性,比如高压喷射虽然降低了颗粒物的总质量,却增加了更细小颗粒物的数量。

     随着排放法规的日益严格,人们把更多的目光投向了各种机外净化技术即尾气净化技术,让机动车尾气在排出气缸之后、进入大气之前,得到及时有效的净化处理。“在高排放标准的敦促之下,车企和发动机企业纷纷在采用尾气净化技术。”

     刘屹说:“事实上,在汽油机行业,尾气净化技术发展已经颇显成熟,典型的技术有三元催化剂技术,即利用装置里面涂覆的氧化剂及还原催化剂,将碳氢化物HC和一氧化碳CO进行氧化,生成无害的水和二氧化碳CO2,并将氮氧化物NOx还原成无害的氮气N2。但由于燃烧排放的颗粒物不算多,一般汽油机不配置具有针对性的颗粒物净化产品。”

     “而相比汽油,柴油则含更多的杂质,燃烧极易产生烟尘,尤其是PM2.5这样的微小颗粒物。所以PM2.5污染的防治,对柴油机的尾气净化提出了更高的要求。”

     环保部《关于加强机动车污染防治工作推进大气PM2.5治理进行的指导意见》就明确提出,要推进柴油机颗粒物捕集系统DPF、颗粒物氧化催化技术DOC等先进技术的应用,引导车内空气质量保障技术发展。

     据刘屹介绍,DPF技术、DOC技术是柴油机颗粒物净化技术中比较具有代表性的,特别是DPF技术,是目前国际上最为有效地颗粒物净化技术,可以清除95%以上的颗粒物排放,对防治PM2.5具有重要意义。

     “DOC技术是催化转化技术中的一种,DOC产品装置中涂覆有强氧化性的催化剂,通过氧化反应,绝大部分的碳氢化合物、一氧化碳和部分颗粒物会转化成无害的排放物水蒸气和二氧化碳等。”刘屹补充说,这种技术对颗粒物的净化效率有限,对氮氧化物排放也没有净化效果。

     相较之下,DPF即颗粒物捕集技术效果更佳,这是一种安装在排气系统上的过滤装置,采用堇青石或碳化硅等高孔隙率的材料作为捕集过滤介质,呈蜂窝状结构,背压小,在相邻平行通道的两端交替封闭或开启,强制气流必须穿过通道壁面的毛细孔隙,排气中的颗粒物不能通过而收集在过滤介质前(中)。刘屹作了一个比喻说:“这就像给排气管戴上一个‘口罩’,‘口罩’作为载体,不断捕集颗粒物,然后利用燃烧器或装置内涂覆的催化剂等,将被捕集的颗粒物氧化燃烧去除,进行自我清洁,即DPF的再生。如此一来,就不会造成排气阻塞,从而实现不断循环使用。”

     “在发达国家,DPF技术已被广泛使用,成为柴油车辆的标准配置,并且特别适用于在用车的PM减排改造,香港和澳门等城市都有在用公交车的DPF改装项目。”据刘屹介绍,包括DPF等在内的尾气净化的尖端技术,几乎都掌握在发达国家手中,但受国内燃油油品、车辆情况及使用条件等因素的限制,国外的产品在国内直接推广使用还存在很多的问题。

     “国内正在积极研发先进技术,适应国内使用环境的净化技术产品不断问世,甚至解决了高硫燃油情况下DPF再生的世界性技术难题。这些机外净化技术对我国机动车污染减排,尤其是时下最受关注的PM2.5颗粒物污染问题的解决,提供了最重要的技术支撑和产品保证。”

     但目前来看,DPF等颗粒物净化技术在国内无论是对出厂新车还是在用车改造市场,都还未得到大范围地推广使用。“原因在于,柴油车的消费群体主要为营运单位和个人,而尾气净化产品会增加车辆的购置成本,所以难以产生购置的积极性。”

     因而,刘屹认为,要从机动车尾气入手来防治PM2.5,国家和地方政府就既要本着谁污染谁治理的原则,加大执法力度,同时结合国情,采取更加积极的财税政策,推动汽车环保新技术的尽快应用和推广。“类似公交车、邮政车、垃圾车、工程车等使用率高的城市车辆,是PM2.5等污染的贡献大户,亟待减排改造,也完全有改造的条件。对于出厂新车,不能达到国家排放法规标准,更要严禁流入市场。”

     来源:千人杂志

    

    

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