柴油車尾氣治理政策措施探討

◆文/吉林 許英杰 劉天宇 吳東風

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。

一、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。

圖1 不同機動車排放物標準車輛保有量示意圖

圖2 各類型汽車顆粒物及氮氧化物排放量分擔情況

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)》(GB 3847-20XX)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/CAEPI 12－2017)實施，對DPF、SCR等柴油車污染控制裝置提出具體要求。

二、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。

圖3 典型DPF產品結構圖

圖4 DOC+CDPF催化消聲器方案

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 catalytic reduction device 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。

圖5 SCR后處理系統主要部件及在排氣管路上的安裝示意圖

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。

三、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/T 6739.1-2014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。

四、建立閉環治理檢測監管體系是整體工作成敗的關鍵

1.建立柴油車尾氣檢測監管系統的必要性

針對監管難、車主反感、“貍貓換太子”等棘手問題，務必建立監管的長效機制，實現長治久安。

一是要建立尾氣治理產品認證體系，對經過認證的產品實施等級注冊制度，每個產品有唯一的識別條碼，切不可串改或更換。建立尾氣治理產品安裝存檔數據庫，裝一臺確認登記一臺，車主確認并告之拆裝；二是要建立安裝后的監控保障系統，通過車載0BD實現數據的適時監控，一旦排放控制失效立即報警變更上傳監控平臺，保證正常的使用；三是要通過監管平臺針對未上線的自動建立存檔機制，監管工作人員打電話與車主核實。若尾氣治理產品損壞，則必須實施修理或更換，尾氣治理產品的拆卸，需由車主自行安裝，凡拆裝而不服從管理的，大氣污染防治監管部門可延遲或不給予通過審驗。

監管平臺應實現車輛的碳氫化合物、氮氧化合物和顆粒物排放的監管，有效避免超標車輛的行駛，讓主機廠技術部門與政府部門共同完成柴油車尾氣污染物排放治理，通過車載監控系統一旦分析排放超標，即可實現降速、降動力行駛。實現對國IV，國V車輛尾氣排放的把控，讓超標車輛無路可走。整個工作應該符合國家環保政策，滿足各地方加強控制機動車排污的需要，實現建設條件具備、經濟效益良好、社會效益明顯，項目建設是必要的也是可行的。各地應加快“汽車維修健康檔案”管理系統的建設，并與大氣污染防治、公安交警實現互聯互通，各相關職能部門能夠更方便快捷地處理相關問題。尾氣污染物排放監管應該明確主管部門、治理技術及企業主管部門和路面執法監控處罰主體，應本著最大限度節約人力物力，充分利用已有監控平臺進行擴展，盡可能避免重復開發和重復建設，其最終目的是提高執法監管能力和管理信息化水平，可以更好地履行車輛檢測管理、環境標識管理要求，為建立整個機動車I/M制度打好基礎。

2.建立可控的閉環監管系統

應充分汲取多年、多地全國范圍內機動車尾氣治理工作的經驗教訓，最重要的就是必須建立一個無縫隙銜接的閉環監控管理系統，不能單純依靠人來控制合格與否，更不可由人來調配資源，必須充分發揮市場配置資源的作用，全程利用北斗衛星監控系統和計算機控制系統來完成尾氣檢測、數據分析，尾氣治理及驗收，車輛適時監控系統等全程實施可追溯監督管控。在機動車尾氣檢測機構實施檢測時，為確保檢驗數據真實可靠，防止人為“放水”，務必實現從車輛檢測到車輛進廠維修，從車輛維修進廠到維修竣工，從竣工檢驗到車輛上路運行的無縫閉環網絡化管理。

第一步：車輛尾氣檢驗不合格，其檢驗不合格數據立即形成一個不能修改的二維碼，保存在監控系統之中，并自動上傳相關車輛信息(分權限)，包括車輛基本信息(即車輛唯一性信息)，同時自動上傳車輛尾氣檢驗數據信息在網絡平臺上保持到其完成尾氣治理且合格為止。其點要是全面公開這些數據，而且交通運輸部主管部門可以調取、具備道路運輸車輛維修資質的機動車維修企業及維護企業亦能夠調取其檢驗機構數據，道路運輸經營者(包括駕駛員)也能調取自己車輛實際檢驗結果數據(分權限調取)。

第二步：由尾氣檢驗不合格車輛自主尋找具備車輛尾氣治理的機動車維修企業，這些企業名錄直接在道路運輸管理機構運政信息系統中調取，應該是完全公開的。

第三步：尾氣檢驗不合格車輛到達尾氣治理企業實施治理，由承修企業在網絡平臺輸入車牌號掃描尾氣檢測監控系統的二維碼，調取數據。承修企業依據檢驗結果進行分析后確定治理方案，并將治理方案交與車主商討，經車主同意后簽署尾氣治理合同。合同內容上傳公開(以備后查)承修企業依據合同進行維修后檢測合格數據自動上傳，檢測機構方能進行2次審驗(數據轉換由網絡平臺自動完成)。

第四步：選擇治理技術或產品，治理的產品要符合即將執行GB3847增加氮氧化物排放值的新標準。治理方法可分為：①加裝顆粒捕捉器(由于車主負擔過重希望政府50%補貼15 000元人民幣)；②加裝SCR雙降系統(由于車主負擔過重希望政府50%補貼30 000元人民幣)；③清理積炭修復發動機(更換4配套)；④使用各類成熟可靠節能減排添加劑及加裝節能減排器具。上述技術或產品均有生產廠家提供可追溯的二維碼，通過掃描并上傳尾氣治理監管平臺，形成一個唯一產品二維碼，以便于后續溯原。其中，所有尾氣治理產品都有出廠合格認證標識及二維碼，生產企業為每個產品打上唯一的二維碼，杜絕產品調換、虛假安裝等問題，在源頭檢查或路檢路查時掃描二維碼驗證其尾氣檢測及治理信息。維修后的車輛進入遙感監測平臺重點監管發現問題，由承修企業負責找回并處理，這點作為承修企業退出機制的條件之一。

第五步：對治理完畢的車輛實施竣工檢驗，竣工檢驗結果數據形成一個二維碼上傳尾氣治理監控系統，經過確認后出廠。

對在非尾氣檢驗機構(承修企業尾氣治理站點)檢驗不合格車輛車主拒絕維修的，要將其牌照號上傳遙感監控系統，作為重點監控對象，通過交通網絡監控系統及遙感檢驗系統重點跟蹤。發現問題車輛，在規定期限內沒有到尾氣治理企業實施治理，對其實施行政處罰的同時，通知其進廠治理。

對尾氣治理企業，嚴格其進廠尾氣治理產品登記制度和信息上傳，并形成尾氣治理產品比對(通過遙感監測該產品時效認證來實現)，對弄虛作假的嚴格處罰，并吊銷其維修資質。

如果可能，對重型柴油車利用北斗衛星監控系統和CAN總線，裝載車輛適時監測系統，對車輛尾氣排放實施動態監控，配合尾氣遙感監控裝置實現動態監管。

3.導入I/M制度運行機制

I/M制度是英語Inspection Maintenance Program的縮寫，機動車環保檢測與維護站(I/M站)推廣應該采取市場配置資源的原則，充分發揮市場機制作用，在強化政府監管的前提下，讓有志之士加入這個行業。通過對全國在用機動車實施嚴格的環保檢測與維護制度即I/M制度，是根治目前日益嚴重霧霾的有效途徑，通過對在用機動車的環保檢測確定其尾氣排放污染嚴重的原因，然后有針對性地采取維護措施，從污染物的生成條件上減少污染排放，同時使用車載尾氣凈化裝置最大限度地發揮自身的尾氣排放凈化潛力。

嚴格實施I/M制度有三個階段治理目標：第一階段：在用機動車實際排放在現有水平上降低80%；第二階段：在用機動車實際排放在現有水平上降低90%；第三階段：在用機動車不再是尾氣污染的制造者，而是空氣污染的凈化者，每一輛汽車都將實現凈化空氣的功能，二氧化硫、氮氧化物排放量要分別下降3%，重點地區細顆粒物(PM2.5)濃度明顯下降。

五、結論

交通運輸主管部門與轄區大氣污染防治管理部門和公安交警部門可以逐步建立柴油車尾氣信息聯動監管平臺或數據中心，提高測量尾氣環保信息化管理質量和水平，增加與轄區大氣污染防治部門和公安交警部門的溝通，協調動作、強化執法力度和監管查處效率，更好地為區域性機動車尾氣治理服務，打好藍天保衛戰。