欧六进京康明斯又一次捷足先登

文 / 本刊记者 王刚

欧六进京康明斯又一次捷足先登

文 / 本刊记者 王刚

《交通建设与管理》杂志总编辑王宇

在关乎每一位北京市民生存质量的清洁空气保卫战中，北京公交与康明斯是一对携手前行的合作伙伴，更是推动我国公路和非公路机动设备排放升级、技术进步的急先锋。

回首北京重型机动车污染治理历程可以发现，1999年、2002年、2005年和2008年分别执行了国家第Ⅰ阶段～第Ⅳ阶段机动车排放标准，而康明斯与北京公交的合作正是标定在1999年300辆装备康明斯天然气发动机的北京公交车在国庆五十周年前夕投入运营，时任国务院总理朱镕基随后考察了全国首批天然气环保动力车队。

2008年装备康明斯欧四、欧五全电控柴油机、CNG和混合动力发动机的公交车在北京奥运期间担当服务主力，860余辆装配康明斯ISB6.7欧四混合动力发动机的公交车在北京上路运营。

北京正式实施京Ⅴ标准是2015年6月，而早在四年前的2011年，北京公交首批采用康明斯发动机欧五排放250余辆公交车已经在春节前上路。迄今为止，北京公交的全部1万6千多台运营车辆中7000多台装配康明斯柴油发动机，2700多台装配康明斯天然气发动机。可以说康明斯与北京公交的合作历程也是康明斯将国际先进的排放技术逐步引入中国的过程。

2015年，在北京公交新购置的一批欧六排放标准公交车尾部，“康明斯——欧六——排放处理专家”的字样清晰醒目，标识着中国最环保柴油公交车的身份，意味着北京公交与康明斯和客车制造商共同携手拉开了北京重型柴油车辆京Ⅵ升级的大幕。

这一次，北京与康明斯选择与欧洲同步——2014年欧洲开始全面进入欧六，康明斯2014年在欧洲全面投放欧六产品。北京公交在2014年发起欧六示范运营项目，康明斯ISB6.7作为康明斯在北京公交系统应用最多的一款机型，在2015年初完成北京环保局认证工作，ISB6.7E6发动机样机同期装车，2015年7月第一批车在北京正式投入使用。

此刻距离北京正式实施京Ⅵ标准（2017年12月1日）还有两年半时间。对于普通公众百姓来说，从欧五到欧六也许仅仅是一个数字的差别，但业内人士都清楚，符合欧六排放法规的重型柴油车，如果模拟尾气正常扩散后对自然环境影响，即对尾气浓度稀释约1000倍后，其NOx与PM要比正常空气中NOx和PM含量还要低，甚至可以说传统柴油动力重型车已经接近于“零排放”。用洪云的话讲，放在30年前，欧美开始关注柴油发动机污染排放，致力于减排技术研发应用，每一次排放的升级对当时的人来说都感觉似乎无法完成，“零排放”更是一个遥不可及的梦想，如今这个梦却已经完完整整地以事实呈现在人们面前。

《交通运输科技网》与《交通建设与管理》杂志在报道《雾霾“阻击战”海格欧六公交车进驻北京》之后，又一次将目光聚焦于欧六。洪云，康明斯负责法规与认证的高级经理；王宇，《交通建设与管理》杂志总编辑，我们选择与洪云、王宇一道为您揭开欧六的神秘面纱，探索重型柴油车的节能减排之道。

记者：机动车尤其是重型柴油车尾气排放是北京市空气污染的重要诱因吗？

王宇：2014 年10月，北京市PM2.5 来源解析最新研究成果发布。北京市全年PM2.5来源中区域传输贡献约占28%～36%，本地污染排放贡献占64%～72%。在本地污染贡献中，机动车、燃煤、工业生产、扬尘为主要来源，分别占31.1%、22.4%、18.1%和14.3%，餐饮、汽车修理、畜禽养殖、建筑涂装等其他排放约占PM2.5 的14.1%。

目前，北京市机动车保有量已经超过550万辆，机动车尾气污染已成为污染大气环境、危害人类健康的主要来源之一。为此，北京市环保局多年来持续针对机动车污染治理问题开展了大量工作。2008 年1 月1日实行了国Ⅳ标准，2015 年6 月1 日实行重型车京Ⅴ以及其他针对北京市重型车排放特征制定的地方标准和公告。尽管北京市采取了很多切实有效的机动车污染控制措施，但是机动车保有量的猛增还是给北京市带来巨大的环境污染压力，尤其是重型车排放。北京市重型柴油车保有量约22万辆，约占北京市机动车保有量的4%，但排放NOx和PM在50%和90%以上。有记者调查显示，北京凌晨反而是NOx和PM排放最高值，为什么？因为大量的外地重型卡车穿梭在北京的周围。可见，重型车NOX和PM排放已经是北京市大气污染的一个重要来源，对北京市的空气质量造成很大影响，必须进一步加强重型车的排放控制管理。

记者：北京市刚刚发布京Ⅵ标准，京Ⅵ究竟从哪些方面着手洁净我们的空气？

王宇：北京将于2017年12月1日在全国率先实施第六阶段机动车排放地方标准。“京Ⅵ”标准征求意见稿已正式发布，包括轻型汽车、重型汽车和重型发动机等3个标准，目前正在北京市环保局网站和北京市质监局网站公开征求意见。

对于重型发动机排放标准，京Ⅵ重型发动机标准继续沿用了欧六排放标准，预计新标准将比目前实施的国五标准加严约50%，同时进一步增强了汽车生产企业的责任意识，要求车辆在有效寿命期内必须稳定达标。此外，新标准加严了OBD系统报警限值，其中氮氧化物NOX和颗粒物PM分别加严了66%和75%。标准制订的目标是将京VI排放标准制订为国内外最为严格的排放测试标准。发动机的OBD 功能要求更加完善，要求车辆装备OBD系统，可以传输NOx排放情况，实现排放实时监控。NOx控制策略更加侧重于对车辆NOx排放控制。

最大的亮点是新增加了“重型汽车排放标准”，这可以称之为国际首创。目前包括我国在内的世界各国对新车排放仅制定了重型发动机标准，尚无重型汽车的新车排放标准。调查发现，由于发动机排放标准规定的工况与整车实际道路行驶不匹配，且整车为降低油耗，重新标定排放控制系统，造成重型车在实际使用中NOx排放较高。此外，受标准限制，开展环保一致性和在用符合性等执法检查时，需要拆除发动机测试，不利于执法工作。据了解，北京市公交车中目前已有580辆车选用了达到欧六排放标准的重型柴油发动机，2016年将继续增加300辆。

记者：京Ⅵ重型发动机沿用欧六标准，欧六标准与欧五有何不同？

洪云：欧洲自1988 年通过88/77/E1-C 指令控制总量3.5t 以上柴油车排气污染物，分阶段实施欧一和欧二标准。从2000 年、2005 年、2009 年先后实施欧三、欧四、欧五机动车排放标准，并于2014 年实施欧六标准。根据欧六排放标准，一氧化碳（CO）、总碳氢化合物（THC）、非甲烷碳氢化合物（NMHC）、CH4、NOx、NH3和PM的排放限值将进一步降低，其中NOx的总排放限值为0.46g/kWh（比欧五标准减少了77%），颗粒物排放限值为0.01g/kWh（比欧五标准减少了50%）。

欧洲重型车排放管理以发动机为主，管理者已经意识到对于城市中的重型车整车实际排放与发动机台架测试排放差异很大，尤其是在城市工况低速低负荷时，后处理效率不高。因此欧六修改了测量方法，在型式核准试验工况时，将城市段的测量比例加重，50%考察城市道路工况，25%考察城郊，25%考察高速公路。

欧六法规不仅加大城市道路工况的权重，还加入了实际道路运营测试，在车上实际运行监测（7年或70万公里先到为止）。不仅要看重型车辆刚出厂时排放情况，还要保证在实际道路使用过程中排放稳定达标。

记者：在技术实现路径上欧六有何特色之处？

洪云：柴油机尾气污染物排放中的两项主要成分NOx和PM生成机理正好相反，如果通过技术手段降低NOx，PM颗粒物含量就会升高，反之亦然。在国Ⅳ、国Ⅴ阶段，主要使用了缸内净化消除PM+SCR技术机外净化NOx。在欧六排放标准下，对各项污染物排放限值要求进一步加严，使用原来的技术已经无法达到排放标准，尤其是新增的颗粒物数量的要求，因此必须使用柴油颗粒捕捉器DPF来满足。

DPF是陶瓷蜂窝状结构，有点像我们过去使用的蜂窝煤，但没有旁通的部分。所有尾气中的碳烟等颗粒物经过DPF时会附着在陶瓷蜂窝上，而气态部分从分子间隙透过去，对颗粒物的过滤效率基本达到了99%，从而确保满足欧六排放标准的PM0.01g/kWh和PN的限值。

对于NOx，欧六限值是0.46g/kWh，与欧五相比降低幅度接近77%。欧六发动机也使用了SCR技术，但催化剂配方与欧五有所不同，从而使SCR对NOx的转化效率也可以接近99%，基本上接近零排放。

欧六发动机的后处理属于闭环系统，相当于对尾气排放污染时时进行调整，不论进来多少废气，尾气后处理系统都能够将其处理为满足欧六标准的合格尾气，因此与道路拥堵关系不大，也不会在堵车路况下增加排放污染。

康明斯40年来华发展历史，也是中国机动车排放法规和技术升级的发展历史。欧二排放标准，康明斯把涡轮增压器引入中国；欧三用电控燃油系统，康明斯又向中国引入电控燃油系统技术；欧四使用后处理，康明斯又在亦庄建立后处理系统公司。对于欧五、欧六，康明斯同样带入最新技术，支持在中国生产的产品。这些关键产品和系统，不但供应康明斯发动机，也供给其他中国发动机企业，推动整个行业的技术进步。

问：欧六重型柴油车辆使用成本相比欧五是否会有所上升？

ISB6.7 Euro 6 Back小

洪云：SCR 技术的原理是通过在尾气中喷入尿素水溶液，水解成氨气，在催化剂作用下，把NOx还原成无害的氮气和水。欧六中采用SCR催化还原技术使NOx从80%转化效率提升到99%，是通过使用不同的催化剂配方及载体，而不是需要喷射更多的尿素，因此欧六发动机在尿素消耗量上与欧五没有太大区别。另外，对于康明斯发动机来说，欧六发动机与欧五发动机燃油经济性基本保持一致。

康明斯也将进一步扩大与行业伙伴在绿色环保技术上的协作，利用排放处理系统、燃油系统、涡轮增压技术等关键零部件的系统集成优势，进一步降低污染物排放水平，并提升燃油经济性。

随着时代的发展，越来越多的用户已经认识到全生命周期成本。任何一个产品，不能只算初次的购入成本，还应该算后期的使用成本，稳定可靠的质量为保证出勤率带来的效益提升，接近零排放的环保性，为保住绿水青山所带来的社会效益更是无法衡量。

问：如何理解新能源客车与传统汽柴油动力客车能耗及排放的区别？

王宇：电动汽车所使用的电能和燃油车所使用的汽柴油都属于二次能源，在研究其能耗及排放时，国际通行的办法是采用生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA)，这也是汽车产业循环经济的核心内容。

依据生命周期的概念，针对车用燃料研究，美国能源部所属的阿闻国家实验室提出了“从井到轮” (Well- to - Wheel, WTW)评价体系。这个体系的研究对象是燃料系统，分成燃料生产(Well - to - Tank, WTT)和机动车使用(Tank - to-Wheel, TTW)两个阶段,研究机动车燃料整个生产和使用过程中的能源消费、燃料经济性、相关的污染物排放和温室气体排放。

燃油汽车的能耗和污染及排放主要集中在燃料使用阶段，而电动汽车的能耗和污染及排放主要集中在燃料生产阶段。就我国目前的能源结构而言，80%是火力发电。研究表明，大功率的电动汽车除HC和CO的生命周期排放量低于燃油汽车外，其余的NOx、PM和SOx等污染物排放均大于燃油汽车的生命周期排放量。电动汽车在行驶过程中基本做到零排放，但其良好的清洁性是通过将废气排放物转移到电动汽车的上游制造端和发电侧，把空气污染物从城市转移到城市的周边地区和发电能源基地来实现的。

2013年以来，我国冬季的雾霾从原来的部分城市局部现象向全国区域性的转变，因此仅通过汽车废气污染物的区域排放转移难以从根本上缓解我国的雾霾现状。在我国当前的能源结构下，电动汽车小型化能保证实现全生命周期内的节能减排，对于大型商用汽车来说，大量推广纯电动公交车、通勤车、物流配送车，是否真的环保，是一个需要认真研究的课题。

洪云：电动汽车加重煤炭需求，另外对于电池后处理仍需要假以时日解决技术难题，避免对土壤和水源的污染。

康明斯认为从现有技术发展，以及用户和环境保护角度来看，柴油机仍然是更好的选择，特别是大型和重型柴油机。此外，柴油机使用10年后，还可以再制造，仍能够生产出满足更高排放水平的发动机，从能源和资源利用角度，效率更高。

美国EPA从2010年开始已经不再加严机动车尾气排放物要求，而转向降低CO2温室气体排放，也就是进一步降低燃油消耗。目前比较好的发动机可以做到45%的热效率，康明斯在美国可以做到55%的热效率。30年前我们开始提高排放标准，当时感觉压力很大，现在尾气排放已经接近于零，那么现在摆在我们面前的最大挑战就是继续榨干每一滴燃油的能量。

康明斯（中国）投资有限公司法规及认证高级经理 洪云