虽然早就知道国Ⅳ排放标准的实施是早晚的事,但一直都没有一个确切的时间点,这也一直都是行业人士比较关心的问题。
国四排放时间确定
就在刚刚结束的2017年度中国挖掘机械行业第二十一届年会上,中国工程机械工业协会常务副会长兼秘书长苏子孟透露了一个重磅的消息——中国非道路移动机械第四阶段排放标准实施的大概定在2020年下半年到2021年上半年。这则消息一出,必加速将工程机械产品更新换代,无形中增加了市场需求。
国Ⅰ—国Ⅳ环保意识增强,排放逐步升级
下面,带大家回顾一下我国非道路移动机械排放标准的升级路。国Ⅰ和国Ⅱ排放标准都是在2007年发布。其中,国Ⅰ排放标准于2007年10月1日开始实施,国Ⅱ排放标准于2009年10月1日开始实施,非道路移动机械国Ⅱ的排放变准大致相当于车用柴油机国Ⅱ排放标准的控制水平。
在道路机动车收紧控制的同时,非道路移动源的污染日益凸显,在此情况下,非道路移动机械国Ⅲ排放标准很快被提上日程。
环保意识增强,排放逐步升级
2014年6月,环境保护部会同国家质检总局日前发布了《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》(GB 20891—2014)国家大气污染物排放(控制)标准。
自2015年10月1日起,国内停止制造和销售第二阶段非道路移动机械用柴油机,所有制造和销售的非道路移动机械用柴油机,其排气污染物排放必须符合该标准第三阶段要求。
自2016年4月1日起,停止制造、进口和销售装用第二阶段柴油机的非道路移动机械,所有制造、进口和销售的非道路移动机械应装用符合该标准第三阶段要求的柴油机。
对比国内排放标准与欧美国家
据了解,目前美国和欧盟在非道路移动机械排放标准法规方面,仍处于世界领先水平,且每一阶段所采用的限值和测量方法基本一致,主要是实施时间和实施管理方式上有所差别。
对比国内排放标准与欧美国家
那么,我们的国Ⅲ和国Ⅳ排放标准是否与欧美有很大差距呢?其实不然,我们的第三阶段排放要求与欧盟的ⅢA阶段和美国的第三阶段控制水平相当;第四阶段排放要求与欧盟的ⅢB阶段和美国的第四阶段过渡阶段的控制水平相当。
但值得注意的是,对于在我国数量较大且排放控制相对落后的小功率发动机,新标准提出了比国外更严格的要求。
国四排放控制技术发展趋势
那么,想要达标国四排放,有哪些主流技术?究竟哪一项技术才是工程机械主机和配套件企业的出路?油耗向来是用户最为关心的问题之一,国四排放标准实施之后,用户的燃油成本会怎样,或者说哪种技术能跟大程度节省用户的燃油成本?
SCR与EGR争锋,到底谁是未来?
针对国四排放标准,目前有两种主流的升级方案。
针对国四排放标准,目前有两种主流的升级方案
占据主导地位的是通过使用选择性催化还原(SCR)技术,这是一种利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理的技术;另外一种技术则是通过微粒捕集器或微粒催化转换器,针对燃烧产生的微粒进行处理的EGR(废气再循环)技术。
首先看一下目前占据着主导地位的SCR技术,它将更多的注意力集中在了后处理上。首先通过调整喷射软件及其它措施,在发动机汽缸内让其充分燃烧,使本机PM排放达到国四标准。对于产生的NOx(氮氧化物),在车辆的排气系统中加上一套电控尿素喷射系统,通过“选择性催化还原”过程,将废气中的NOx转化成氮气和水排出车外。
另外一种较为常见的控制技术EGR的工作原理是少部分废气经EGR阀进入进气系统,将一部分排气循进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧,废气中的CO2可以增加混合气的热容量,降低燃烧时的最高温度,抑制NOx的生成,从而降低了废气中的NOx的含量,同时,对于产生的PM(固体微粒)则通过DPF(微粒捕集器)或DOC等后处理方法过滤掉。
对比一下,很容易看出两项技术的差异。SCR技术结构相对更加简单,只需在发动机的基础上增加一套尿素还原剂的系统,并且需要定期添加尿素水溶液。EGR技术虽然少了这方面的麻烦,不过,EGR发动机的温度对于燃烧的排放物影响较大,为了保证正常的EGR温度,必须装配大流量、高效的冷却系统,这是个严峻的考验。
油品是关键,SCR助用户降低燃油成本
柴油的品质也至关重要
想要达到国四排放标准,柴油的品质也至关重要。有业内专家认为,在今后相当长的时间内,国内柴油含硫量都不会有质的提升,这也将是影响排放控制技术路线选择的最重要因素。
据了解,SCR技术和EGR技术对于燃油的要求都比较高,但是EGR技术对硫就比较相对更为敏感,参与燃烧后形成的SOx与水蒸气会形成酸性腐蚀物,会引起发动机内部的增加腐蚀磨损,对发动机有着比较大的杀伤力。相比之下,SCR技术对硫相对不敏感,且二氧化氮的排放比例最低,对整车的冷却系统没有造成额外的负担,对机油性能没有特殊的要求。另外,SCR的应用可以使得油耗降低,能让终端用户切实地感受到实惠。
业内专家表示,EGR和SCR技术的选择,取决于发动机本体的结构和优化性能,取决于发动机排气中氮氧化物与颗粒物的比例,需要对比不同技术的性能特点、应用环境的要求、与发动机的匹配性以及成本控制等多方面因素。所以,同样的技术在不同发动机上应用效果差别很大,也没有任何一种技术可以通用所有机型。