輕型柴油汽車排放控制技術(shù)的成本估計(jì)

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輕型柴油汽車排放控制技術(shù)的成本估計(jì)

目前，對(duì)于排放控制技術(shù)的成本評(píng)估主要是由政府機(jī)構(gòu)完成的，評(píng)估的方法也主要依照當(dāng)時(shí)的成本/效益分析，并超前于排放法規(guī)的實(shí)施，這在某些情況下高估了需要采用的技術(shù)。因此，對(duì)各種排放等級(jí)所需要的技術(shù)及成本進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并實(shí)時(shí)更新，以便各國(guó)在考慮采用更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)做出明智的決策。

自從1966年美國(guó)加利福尼亞州開始實(shí)施排放標(biāo)準(zhǔn)后，開啟了在輕型車輛上應(yīng)用減排技術(shù)的序幕。PM、NOx、HC和CO是柴油機(jī)需要控制的主要污染物。目前，控制NOx和PM的最主要商業(yè)技術(shù)分為缸內(nèi)排放控制技術(shù)和后處理技術(shù)。缸內(nèi)排放控制技術(shù)包括3種系統(tǒng)：燃油噴射系統(tǒng)、空氣處理以及廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)。對(duì)于輕型車輛，可采用的NOx后處理控制主要有：稀燃NOx捕集技術(shù)（LNT）和選擇性催化還原技術(shù)（SCR）；而PM后處理裝置主要有氧化催化轉(zhuǎn)換器（DOC）和柴油微粒過(guò)濾器（DPF）。

燃料噴射系統(tǒng)主要分為旋轉(zhuǎn)泵式和高壓共軌式。旋轉(zhuǎn)泵式噴射系統(tǒng)作為基本組，主要應(yīng)用于歐1標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于歐2標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)泵式噴射系統(tǒng)在歐1標(biāo)準(zhǔn)上，增加了成本價(jià)值50美元的電磁閥。而主要應(yīng)用于歐3標(biāo)準(zhǔn)的高壓共軌技術(shù)的成本在600美元左右。渦輪增壓技術(shù)主要應(yīng)用于歐4、歐5標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于一臺(tái)排量為2.0L柴油機(jī)的渦輪增壓器，其成本大約為150美元；一個(gè)電驅(qū)動(dòng)的可變幾何形狀渦輪增壓器成本大約在125美元；而一臺(tái)中冷器的零售價(jià)在150美元左右，其成本價(jià)約為60美元。針對(duì)一臺(tái)排量為2.0L的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，EGR系統(tǒng)成本包括：一個(gè)價(jià)值30美元的電磁閥、一個(gè)38美元的DC電機(jī)以及適用不同等級(jí)的中冷器。歐3、歐4、歐5、歐6的中冷器價(jià)格分別為35美元、42美元、50美元、56美元。

后處理技術(shù)主要包括：DOC、 DPF、LNT、SCR，且4種技術(shù)成本均與發(fā)動(dòng)機(jī)的排量有關(guān)。其中，DOC的成本為＄DOC（Vd）＝37× Vd＋6；DPF的成本為＄DPF （Vd）＝135×Vd＋53；LNT的成本為＄LNT（Vd）＝188×Vd＋27；SCR的成本為＄SCR（Vd）＝72×Vd＋297。

通過(guò)上述分析可知，一旦引入高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制成本就將大幅攀升，歐2的排放控制成本大約為140美元，而歐6的成本將近1600美元，增幅達(dá)10倍以上。

Francisco Posada et al. SAE 2013-01-0539.

編譯：郭明超