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柴油車尾氣治理政策措施探討

從2011至2015年，全國機動車氮氧化物排放占比由26%上升到31%，其中柴油貨車的排放分擔率過半。以2016年為例，全國柴油車(其中貨車約占85%)總數為1 878萬輛，僅占機動車保有量的6.4%，但其氮氧化物排放量為367.3萬噸，占比高達63.6%，柴油車排放的顆粒物更是占到機動車排放的99%以上。按照相關部委要求，自2018年1月1日起，所有制造、進口、銷售和注冊登記的輕型柴油車，須符合國五排放標準。此前，重型柴油車已于2017年7月1日完成切換，這就意味著自今年開始，全國范圍內所有銷售的柴油車均為國五排放標準，“藍天保衛戰”全面展開。在此筆者就如何開展柴油車尾氣治理問題進行探討，以期拋磚引玉。

柴油貨車排放超標原因及后處理技術要求

1.機動車的顆粒物和氮氧化物排放

國Ⅲ及以上柴油車，成為機動車顆粒物和氮氧化物排放的主要來源。相比2015年，2016年全國國Ⅲ及以下階段汽車保有量成明顯下降趨勢，特別是國Ⅲ階段保有量削減27%，這表明全國高排放老舊車淘汰治理效果明顯。但同樣也能看出，2017年底，全國基本淘汰黃標車之后，國Ⅲ及以上，特別是柴油車，將成為機動車顆粒物和氮氧化物排放的主要來源，急需長期、常態化的控制措施(圖1)。各類型汽車顆粒物及氮氧化物排放量分擔情況如圖2所示。

2.排放超標原因簡析

新車注冊登記環節把關不嚴，存在國Ⅰ、國Ⅱ車輛冒充國Ⅲ、國Ⅳ、國Ⅴ車輛流入使用環節的問題。這是柴油貨車排放超標根源，加劇了排放超標程度和達標治理的通用性柴油車污染控制裝置產品難度。再就是燃油本身質量問題，務必加大小煉油廠的關停轉措施力度。

3.柴油車尾氣污染物排放后處理裝置技術要求

尾氣科學治理首要條件是滿足《機動車維修業開業條件》(GB/T 16739-2014)的設備條件要求，同時具備滿足重型柴油車治理所需的專用設備，能夠實施國家標準《車用壓燃式發動機和壓燃式發動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法》(GB 3847-2005)規定的柴油車排放檢測方法，即自由加速試驗和加載減速試驗(LUG-DOWN)，以及重型柴油車尾氣科學治理信息化管理科學手段。

自由加速試驗可采用不透光煙度法和濾紙法，對應的檢測設備是不透光煙度計和濾紙式煙度計。《車用壓燃式發動機和壓燃式發動機汽車排氣煙度限值及測量方法(征求意見稿)》(GB3847-20XX)在加載減速試驗(LUG-DOWN)中增加了氮氧化物的檢測；加載減速試驗(LUG-DOWN)使用的檢測設備是柴油車工況法污染物排放檢測系統。

檢測、診斷是尾氣科學治理的可視化重要環節，精準檢測、準確診斷、科學維修直接關系到保持治理長期完整合規的閉環一體化有效性的管理。根據柴油車排放污染物治理的需要，在用重型柴油車需要加裝污染控制裝置。2017年10月1日，中國環境保護產業協會標準《柴油車排氣后處理裝置技術要求》(T/CAEPI12－2017)實施，對DPF、SCR等柴油車污染控制裝置提出具體要求。

2.現有成熟柴油機尾氣污染物排放治理技術概述

根據柴油車排放污染物的需要，污染控制裝置可以分別或集中控制顆粒物和氮氧化物，技術上較為成熟可靠的有以下幾種具體產品。

1.柴油顆粒捕集器

柴油顆粒捕集器diesel particulate filter (DPF)產品主要分為主動、被主動結合、被動等三種技術路線。三種技術路線差別主要體現在：①相對于被動再生，主動和被動主動技術在結構上多了一個主動再生裝置，通常是一個燃燒器；②應用對象不同，主動和被動主動技術基本可以覆蓋全車型，而被動再生的選擇會受到車輛運行工況的影響。

典型DPF產品結構圖如圖3所示。選用DOC+CDPF催化消聲器方案(圖4)，通過DOC催化氧化反應來降低排氣中CO、THC和SOF等污染物的排放量，同時DOC將NO轉化成NO2，使NO2在適當溫度條件下與CDPF中PM產生化學反應(連續被動再生，降低了PM的累積量)。當達到主動再生的條件后，控制噴油裝置在DOC前噴油/燃燒，提升排氣溫度，使CDPF中碳顆粒燃燒(主動再生)，最終達到凈化尾氣的目的。

某污染控制裝置生產廠的產品型號及參數如表1所示。DPF適應柴油機排量為3~13L，基本覆蓋所有的柴油貨車。

表1 某污染控制裝置生產廠的產品型號及參數

2.選擇性催化還原裝置

選擇性催化還原裝置 (selective c ataly tic reductiondevice SCR)系統目前采用的還原劑是尿素。尿素加水后在較高的溫度下分解成氨氣(NH3)和二氧化碳(CO2)，氨氣和柴油車排放的氮氧化物(NOx)在SCR催化劑作用下發生化學反應，生成氮氣(N2)和水(H2O)，SCR裝置適應發動機排量為3~13L。SCR后處理系統主要部件及在排氣管路上的安裝如圖5所示。

3.DPF+SCR

同時降低顆粒物和氮氧化物排放的組合治理技術DPF+SCR也逐漸成熟，并已經在國V國Ⅵ新重型柴油車上得到應用，適應發動機排量為3~13L。

3 重型柴油車尾氣治理診斷、維修常用設備

尾氣檢測治理應具備的主要通用設備(表2)。承擔重型柴油車維修的企業按照GB/T 6739.1-2014和GB/T 18344-2016規定必須配備不透光煙度計，在進廠檢驗和竣工檢驗時必須有尾氣排放檢驗指標，不合格不能簽發出廠合格證。但是，GB/ T6739.1-2014和GB/T 18344-2016僅限于靜態檢驗，即自由加速檢驗方法。

表2 檢測、診斷、維修治理專用設備

只有采取與所在轄區大氣污染防治主管部門規定的柴油車尾氣污染物排放檢驗相一致的方法，才能夠在同一個平臺上對治理結果進行有效評價，驗證經過治理的車輛是否達標。因此，機動車維修企業應與轄區環保尾氣檢測機構應用相同的檢驗方法及設備，執行相同的檢驗方法和評價標準，這樣才會減少矛盾沖突，同時也會使檢驗結果的互認工作便于實施，在尾氣治理完畢后車輛不必再回檢測站重復檢測車輛，進而減輕車主負擔，也是政府便民措施的體現。