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柴油机改变“粗野”形象 柴油车终于解禁了
 
     
  3月20日,国家环保总局、国家经贸委和科技部在北京向新闻界正式公布了关于“柴油车排放污染防治”的技术政策。根据这项政策,全国各地对于已经达到排放标准的柴油车,必须取消过去的歧视性政策,给与汽油车一样的待遇。

  柴油车曾经受到的种种不公平待遇,甚至被有些媒体称为“跨世纪丑闻”的“限柴行动”,终于因为得到了政府从 政策层面上的根本纠正而宣告结束了。

  柴油车解禁政策四大要点

  此项新政策的全称为:《柴油车排放污染防治技术政策》,一共有四大要点:

  一、承认了现代柴油机污染物排放量较低,要求各地取消对柴油车的歧视性政策;二、制定了新生产柴油车和车用柴油机的生产技术导向,明确了国家鼓励政策;三、提出了在用柴油车、柴油机的改造办法;四、表示政府将通过税收等政策鼓励发展生产优质柴油的企业。

  新政策承认了现代柴油发动机的燃烧效率高,特别是采用了先进技术的柴油发动机污染物排放量较低的事实,表示国家将鼓励发展那些低能耗、低污染、使用可靠的柴油车。但新政策同时也强调,柴油车排放物及其在大气中二次反应生成的污染物的确对人体健康和生态环境会造成不良影响,因此,国家将不断严格对柴油车污染物排放控制的要求,控制的重点是氮氧化物(NOx)。

  国家环保局官员在解释新政策时说,目前我国对柴油车排放物执行的标准仅相当于欧一标准,这显然已经远远落后于国际水平,必须加以调整。调整后的排放控制目标分四个阶段:2004年前后达到相当于欧二标准,2008年争取达到欧三标准,2010年之后与国际水平接轨。如果可以按照这个节奏顺利发展,到了2010年以后,中国在柴油车方面的排放控制标准就与世界同步了。

  新政策还提出:“随着柴油车和车用柴油机技术的发展,对技术先进、污染物排放性能好,并达到国家或地方排放标准的柴油车,不应再采取歧视性政策。”换句话说,也就是过去一些城市制定的所谓限制柴油车进城的规定将被废除,那些使用了“先进技术的”柴油车将可以在所有的城市里通行无阻。

  新政策承诺:“国家通过优惠的税收等经济政策,鼓励提前达到国家排放标准的柴油车和车用柴油发动机产品的生产和使用。”这项承诺意味着今后生产企业可以因生产先进技术的柴油车或柴油机而得到税收方面的部分“豁免”,从而降低汽车的销售价格;消费者则可以因为购买此类柴油车而不用再交纳过多的税费,减轻经济上的负担。

  新政策还明确了新生产的柴油车和车用柴油机的技术导向,并强调这些新产品的污染排放必须稳定达到国家或地方排放标准的要求,否则不得生产、销售和使用。新政策推荐的技术路线是:为达到相当于欧二水平的国家排放标准,可采用新型燃油泵、高压燃油喷射、废气再循环、中压、增冷等技术相结合的方式;为达到相当于欧三水平的国家排放标准,可采用电控烯油高压喷射、增压中冷、废气再循环及安装氧化型催化转化器等技术相结合的方式;为达到相当于欧四水平的国家排放标准,可采用更高压力的电控烯油喷射、可变几何的增压中冷、冷却式废气再循环、多气阀技术、可变进气涡流等技术相结合的方式。

  对于在用的柴油车、柴油机,新政策也提出了整改办法:“在用柴油车在国家规定的使用期限内,要满足出厂时国家排放标准的要求……严格按照国家关于在用柴油车报废标准的有关规定,及时淘汰污染严重的、应该报废的在用柴油车。”新政策认为,控制在用柴油车污染排放的基本原则是加强车辆的日常保养与维护,生产企业也有责任保证在规定里程内其排放性能可以达到国家标准。

  为了防止一些地方钻政策空子,新政策还特别强调了“确需对在用柴油车实行新的污染物排放标准,并对其进行改造的城市,需按照大气污染防治法的规定,报经国务院批准。”

  新政策明确表示,国家一方面鼓励油品制造企业生产优质、低硫的车用柴油和利用生物质等原料合成制造柴油的技术,对于那些通过精炼生产的更高品质、满足特殊使用要求的车用柴油,政府将通过价格、税收等方面按照优质优价的原则给予鼓励;另一方面,国家还将制定车用柴油有害物质环境保护指标,并与柴油车和车用柴油机排放标准同步加严,加大对加油站的监控力度,为新排放控制技术的应用、保障柴油车污染物排放稳定达标提供必要的支持条件。

  新政策适应了中国市场的需要

  近几年来,我国的柴油车及车用柴油机企业得到了飞速发展。据中国汽车报的消息,目前国内柴油车保有量已达360多万辆;2002年柴油车产量为102万多辆,汽油年产量为113万多辆。柴油车已经在中国市场上大行其道了,在这种情况下对柴油车再采取限制措施显然不合时宜。

  原国家机械工业局副局长张小虞早在2000年就反对限制柴油车的作法,并在一次国际车用柴油机技术研讨会上预言:“柴油机在我国中轻型车的应用比例将进一步加大。柴油轿车将在我国投产并进入市场。”他认为,目前我国柴油车普及率仍很低,因此,“国家应制订相关政策,支持现代柴油车的发展,鼓励企业开发技术先进的车用柴油机,引导公交部门购买具有优良排放水平的柴油车辆。”

  国家环保总局科技标准司副司长罗毅在新政策的新闻发布会上也介绍,柴油车在我国的拥有量已经较大,排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒污染物等给城市环境造成污染也很严重。

  据北京市的调查,2000年重型柴油车排放的氮氧化物占总量的35%,颗粒物占总量的45%。目前我国柴油汽车污染物排放执行的仍然是1999年的标准,仅相当于所谓的欧一标准,已远远不能适应形势的需要,必须加以调整。此外,我国过去技术引进的重点一直放在汽油机上,相比之下,柴油机技术就远远落在了世界水平的后面,这也是我国柴油车污染严重,在一些地方甚至受到歧视,被拒绝进城的关键因素。

  其实,在新政策出台前,已经有许多城市取消或改变了对柴油车的限制政策。北京在1999年底实行第三阶段大气污染防治措施时曾提出柴油车不能在城八区上牌照,但同年4月实施第四阶段大气污染防治措施时就提出“达标柴油车”可以上牌照,到了同年11月实施第五阶段大气污染防治措施时提出“鼓励使用低排放”的柴油车,甚至提出达到欧三标准的柴油车可以“不受任何限制地”进入北京。厦门也于2001年8月取消了“限柴”行动。

  现代柴油机改变“粗野”形象

  1893年2月23日,世界上第一台柴油发动机问世。1976年春,德国大众汽车公司首次将1.5升50马力自然吸气式发动机应用在高尔夫轿车上,这在同级别轿车中是世界首创,从而掀开了现代轿车用柴油机发展的序幕。尽管当时的人们不太接受这种曾被视为有些“粗野”的柴油发动机的发展趋势,甚至怀疑它的适用性,但凭借其与其他动力装置相比更高的热效率,以及发动机低速响应和巨大的动力储备特性,令人信服地相信,驾驶柴油轿车可以为驾车人带来无穷乐趣。

  随着科学技术的进步,现代柴油机在降低噪声和排放方面取得了更加巨大的进步,它具有的低油耗、低排放、高功率特性,正越来越受到人们的欢迎。在欧美等国,如果你和经常开车的人谈车,很快就会发现他们对柴油车的偏爱,因为现代柴油车通过直喷技术和涡轮增压技术,彻底改变了原来功率低、冒黑烟的形象,特别是在城市道路上行驶时,柴油机的优势就更加明显。

  柴油机的节油效果几乎令人难以置信。德国大众汽车集团利用现代柴油机技术研制出的“路波”车,环游世界百公里油耗不到3升,这几乎是相同排量的所有汽油机都不可能达到的。

  与普通汽油机相比,柴油机不仅可以节油15%到30%,而且就温室效应气体排放而言,如果考虑到原油的加工、燃料的运输使用等所有环节,将比汽油机的温室效应气体排放降低45%。从环保的角度看,现代柴油车已经成为汽油车最有力的竞争对手。

  目前在发达国家,重型车100%使用柴油机;欧洲约20%的轿车和90%的商用车使用柴油机;美国约90%的商用车使用柴油机;有些国家干脆所有的出租车都使用柴油机。

  现代柴油机不仅具有高效、经济、有益环保及面向未来的特点,同时在高速性能、加速性能、操纵性能、乘坐舒适性和噪音方面已经完全可以与现代汽油机相匹敌。

  随着世界汽车市场特别是欧洲汽车市场持续受到油价上涨影响,以及对环保要求的不断提高,目前在新车中的柴油轿车比例正在不断提高,如在德国的市场份额已经突破40%,而且用不了多久,甚至可能占到50%以上。在瑞士,柴油轿车的比例已高达60%。最近发生的伊拉克战争无疑将造成石油价格的进一步上涨,今后人们对柴油车的依赖程度将会更高。

  毫无疑问,柴油机早已成为世界上应用最广泛的汽车动力之一。

  油品质量决定柴油车成败

  但并不是有了“采用先进技术”的柴油机就万事大吉了,所谓巧妇难为无米之饮 ,“米”就是高品质的柴油。这正是目前中国柴油机发展受到限制的一个重要因素。

  据北京市的调查,重型柴油车所排放的氮氧化物和颗粒物占了该市机动车排放的两类污染物的35%和45%,虽然北京对柴油公交车采取了改用清洁燃料等措施,但对其他污染严重的柴油车却一直没有根本的解决方案。北京市环保局的有关负责人说,难题主要是由柴油机技术和油品造成的。

  为降低机动车排放对环境造成的污染,汽车制造商们正在不懈地努力开发出新的技术,以满足各国日趋严格的排放法规。然而,发动机技术的发展,对油品的质量提出了更高的要求,油品质量已经成为世界汽车工业共同关心的重要课题。

  提高油品质量不仅仅是为了使高新技术得以实施,更重要的是,它可以迅速减少道路上机动车辆的污染物排放。大众汽车公司进行的实验表明,同一辆使用不同油品的汽车在进行排放性能测试时会得到完全不同的结果——油品质量对汽车排放性能有着非常显著的影响。以普通柴油排放=100%为标准,使用高品质的柴油则使一氧化碳排放降低了54%、微粒排放降低了47%。因此,他们得出的结论是:高品质的燃油是现代柴油机应用的先决条件。

  由于人们对环保提出了越来越高的要求,未来汽车技术的发展还将对高品质燃油提出更高的要求。根据国际上通行的燃油洁净度标准,柴油中的硫含量应低于350PPM(百万分之一),而我国目前的标准只有2000PPM,远远高于国际标准。虽然我国政府不断提高燃油标准,上海和北京等一些大城市也开始使用更高品质的燃油,很多加油站的燃油品质也发生了很大的变化,但我国目前的油品质量仍不能满足国际燃油宪章关于二类油的标准。

  我国是一个石油净进口国,石油储量又很有限,因此,提高油品质量对中国来说就更有现实意义。中国有着丰富的天然气资源,凭借现有的技术,完全可以用天然气生产人造柴油,以减少对原油的依赖,这种人造柴油的含硫量很低,可以使在用车的硫排放量迅速降低。新政策已经明确于2010年在汽车排放控制方面与国际接轨,要达到这一目标,就必须要求在燃油品质方面有大幅度提高,否则,那些汽车生产企业的产品将无法达到国家排放标准。这就给我国的燃油生产企业提出了一个新课题——中国的燃油品质何时能够赶上国际水平?

  新政策的实施终于使油品和车辆的矛盾得以一揽子解决了。国家环保总局局长解振华在“两会”期间的记者招待会上曾特别指出,从欧二标准向欧三标准前进,“燃油品质是大问题。”因此,新政策提出国家将在车用柴油有害物质环境保护指标与柴油车和车用柴油机标准方面采取同步加严的办法,以便为新的排放控制技术的应用以及保障柴油车污染物排放稳定达标提供必需的支持条件。

  按照这一要求,石化行业必须行动起来。中石化有关负责人透露,中石化正在开发生产优质柴油的新技术,并已投入大量资金用于炼油厂的改造,他们正在为向市场提供优质柴油而努力,这种优质柴油的品质介于欧二和欧三标准之间。中石化还承诺,从今年起,每月将向北京提供7万吨低硫柴油。

  中国柴油车市场前景乐观

  也许有人会说,中国的汽车市场还处于起步阶段,汽油车的技术尚不能达到国际顶尖水平,现在又提发展柴油车,究竟有什么意义?让我们听听两位外国人算的账吧。

  大众汽车集团亚太区总裁雷思能博士在最近的一次“开创柴油机的新时代”活动上,向中国记者们算了这样一笔账:

  中国的汽车工业正以惊人的速度发展,到2020年,中国每年需要近1100万辆新生产的轿车。这个数字虽然听起来让人振奋,但也不能否认这么多汽车给环境造成的压力。

  据预测,到2010年,中国将拥有大约1880万辆轿车,假设每辆车平均每天行驶100公里,那么,每天就要消耗1.81亿升汽油,排放到大气中的二氧化碳总量将超过4.8亿公斤,它不仅将对环境造成巨大压力,而且治理需要更加巨大的投入。

  中国将于2008年举行奥运会,清洁的环境是奥运成功的关键因素之一,中国现在应该用什么方法来解决环境与能源的问题?

  近几年燃料电池作为一种可能的解决手段,正在成为研究的热点,但要真正将这一技术付诸实际应用,还需要时间,最早到2020年以前,氢燃料电池还不可能用于机动车的批量生产。因此,现代柴油机技术就成为解决环境和能源问题的一项切实可行的方法。

  如果2010年中国所有的轿车都采用柴油发动机,每天节省的燃油就可以达到7500万升,每天向大气排放的二氧化碳就将减少2.28亿公斤。

  雷思能博士当然也没有忘记油品的问题。他说有一种新工艺可以有效地提高柴油的质量,称之为GTL,是利用天然气合成生产高质量的合成柴油,即“合成油”。将这种合成油混合到传统柴油中,油品的质量就会得到明显提高。

  雷思能博士的结论是:到2020年以前,燃料电池汽车还不能形成批量生产;因此,中国非常需要现代柴油发动机以改善环境并提高燃油的经济性;先进的柴油发动机需要高品质的燃油,中国可以利用巨大的天然气资源生产环保型柴油。

  雷思能博士的前任,大众汽车集团前亚太区总裁比希霍夫博士在两年前也曾算过一笔账:

  北京现有出租车大约6万辆,假定它们都是高尔夫轿车,按每天行驶250公里计算,需耗油9.7升/百公里,总计耗油145.55万升。若将它们全部换成高尔夫柴油轿车,则耗油量降至5.6升/百公里,总计耗油84万升,比原来减少了61.55万升。一年下来,即可节省2.2亿升燃油。

  这仅仅是“看得到”的效果,还有“看不见”的效果,那就是给环保带来的效益。在节油的前提下,现代柴油机因其低排放标准,也为环保带来实际的效果。因此,只有柴油机才是解决“温室效应”的最好办法之一。实验结果证明,柴油机所产生的温室效应气体要比汽油机少45%。

  比希霍夫博士的结论是:考虑到中国目前所面临的能源及环保问题,特别是中国将举办2008年奥运会,全世界都在关注中国的环境问题,现代柴油机技术也许是中国的最佳选择之一。

  作为一家最早在中国建立整车合资企业的外国汽车制造商,实际上从1999年起大众汽车公司就在中国开始了“开创柴油机新时代”活动,目的在于向中国介绍现代柴油机技术,特别是用于轿车的现代柴油机技术。与此同时,还积极与相关的大学开展现代柴油机技术研究工作,并不断地向有关各方灌输关于高品质燃油的重要性。

  也许是受到了德国人的影响,或者是意识到未来中国汽车市场的发展趋势,在中国整车制造企业中一汽大众做了第一个吃螃蟹的人。该公司在2001年上海车展上推出了装有自然吸气直喷(SDI)柴油机的捷达轿车。这种柴油机为直列四缸,每缸两气门,排量为1.9升,最大功率为47千瓦/4000rpm,最大扭矩125牛顿米/2200—2600rpm,百公里等速油耗90公里/小时为4.3升,120公里/小时为6.1升,最高车速为151公里/小时,0到100公里/小时加速时间为17秒。这款柴油机轿车已经能够满足欧三排放标准的要求,最近有消息说,其订单的踊跃程度超出了一汽大众的预料。

  10年内汽车动力将发生重大变革

  汽车界著名专家张兴业在去年接受中国汽车报记者采访时曾预言,在21世纪的第一个10年内,世界汽车业的科技进步将由量变到质变,发生新的技术革命,那时,人们看到的技术创新将比过去100年还要多。这一预言实际上现在就可以看到一部分了。

  目前世界各国都把节约燃料和降低排放作为研究的重点,并已取得令人瞩目的成绩:德国将在2005年生产百公里油耗仅1升的经济型轿车;欧洲将于2005年执行欧IV标准,HC、NOx、PM将是现行的1/5;美国将执行Tier2标准,达到ULEV(加州从2003年起就提高了零排放和接近零排放标准车的比重)。未来的10年中,现代小型直喷柴油机、混合动力驱动系统、氢燃料电池和复合火花点火汽油机将成为世界汽车技术研究的主要对象。

  在先进的发动机技术中最成熟的要算是小型直喷柴油机。这种柴油机现在已经进入了推广应用阶段,如大众公司生产的3缸1.2升TDI柴油机,采用了泵嘴供油技术,装在“路波”和“奥迪A2”轿车上,百公里油耗3升,排放达欧IV标准。日本汽车业近几年也普遍使用了这种小型直喷柴油机,如丰田的ES3轿车,采用了4缸1.36升共轨直喷增压柴油机。

  混合动力系统技术发展也很迅速,日本已领先进入商业化生产,丰田本田均有新的混合动力轿车投放市场。本田公司已在美国投放了5座CIVIC复合动力轿车,传动系由1.3升I-DSI汽油机、10kW永磁电动机、5速手动变速箱或CVT组成,售价2万~2.2万美元。大发汽车公司制造的紧凑型复合动力概念车,其复合动力来自于一台直喷3缸汽油机和2台电机1台助推、另1台发电供附件用。

  氢燃料电池技术也有所突破,许多概念车陆续出现,其中有不少品种已是第4代或第5代产品。世界各主要汽车生产国都在积极鼓励和支持燃料电池技术的研究开发与应用,如美国联邦政府宣布了一项“自由合作汽车研究”计划,它是由联邦政府能源部、美国三大汽车公司和几所大学合作,旨在加快实现汽车燃料经济性的技术步伐。

  复合火花点火汽油机则是未来内燃机发展的新趋势。面临柴油机和代用燃料发动机的激烈竞争,一些最新式的概念型和生产型汽油机表明其技术取得了新的突破性进展,如日本三菱公司的缸内直喷稀薄燃烧技术、汽油机的增压技术和复合动力系统将汽油发动机改进为低压缩高膨胀循环,使汽油机的热效率大大提高,尾气排放也大大降低,汽油机正日益获得新生。本田1.3I-DSI智能稀薄燃烧汽油机,4缸双火花塞点火、智能气门开关、可变气门正时技术,能使4个缸中的3个在减速时失效,使泵气损失减少一半。

  而计算机控制技术的创新则将引起汽车结构的重大变化,比如快速作用的、以传感器为基础的、计算机控制的发动机、变速箱、制动及转向等。宝马公司的电子气门机构能够连续改变进气门升程,从0.3-9.7mm,可以分别适应怠速、减速和全负荷运转等各种工况,特别在低速时消除节气门,可降低泵气损失,增加发动机的效率。这种电子气门控制器与40-MHz、32-bit发动机的主计算机形成网络,可以在0.3秒内改变气门升程从最小到最大,以及一系列的发动机控制系统,并且还与其他控制系统连接在一起,形成总线控制。宝马已将这种线控制系统开始在生产中采用,并实现了制动的智能化。

 

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