在今年的“兩會(huì )”上，空氣環(huán)境和節能減排議題受到高度關(guān)注?！墩ぷ鲌蟾妗分赋?，2014年政府要出重拳強化污染防治，年內要在全國供應國四標準車(chē)用柴油。報告稱(chēng)：“我國政府將以霧霾頻發(fā)的特大城市和區域為重點(diǎn)，以細顆粒物（PM2.5）和可吸入顆粒物（PM10）治理為突破口，抓住產(chǎn)業(yè)結構、能源效率、尾氣排放和揚塵等關(guān)鍵環(huán)節，健全政府、企業(yè)、公眾共同參與新機制，實(shí)行區域聯(lián)防聯(lián)控，深入實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)計劃。”
沒(méi)有國四油就沒(méi)有商用車(chē)的排放升級
可見(jiàn)，國四標準車(chē)用柴油與國四排放標準升級緊密聯(lián)系，而排放標準升級又與大氣污染防治密不可分，而要真正實(shí)施國四排放標準，國四柴油必須先到位。如果車(chē)油分離，即只有車(chē)本身到達國四標準，油卻到不了位，不僅不能減少顆粒物排放，還會(huì )對車(chē)輛造成嚴重損害。
防治空氣污染亟需國四柴油
“政府工作報告”在防治空氣污染的背景下提出年內普及國四柴油，反映了防治空氣污染的緊迫性。近兩年，包括北京在內的一些地區遭遇霧霾、酸雨等區域性大氣污染問(wèn)題。這與車(chē)輛尾氣排放有關(guān)聯(lián)，引發(fā)社會(huì )各界對提高油品質(zhì)量的廣泛呼聲，車(chē)用柴油質(zhì)量升級的呼聲也日漸高漲。
其實(shí)，這一工作，我國早已在做。資料顯示，為降低機動(dòng)車(chē)污染物排放量，改善大氣環(huán)境，合理利用資源，根據柴油的不同用途和不同應用，2003年我國首次制定了車(chē)用柴油標準。車(chē)用柴油標準從輕柴油標準中獨立出來(lái)，開(kāi)創(chuàng )了我國分用途執行不同標準的先河，既滿(mǎn)足了柴油的多用途需要，又降低了生產(chǎn)成本，對我國提高柴油質(zhì)量具有重要意義。由于諸多原因，GB/T19147－2003《車(chē)用柴油（Ⅱ）》標準并未真正落實(shí)。
在接下來(lái)的修訂中，為保證車(chē)用柴油標準的有效實(shí)施，故將推薦性標準改為強制性標準，先后發(fā)布并實(shí)施了車(chē)用柴油標準GB19147－2009《車(chē)用柴油（Ⅲ）》、GB19147－2013《車(chē)用柴油（Ⅳ）》和GB19147－2013《車(chē)用柴油（Ⅴ）》。GB19147－2009《車(chē)用柴油（Ⅲ）》于2011年7月1日起在全國范圍內實(shí)施，至2015年1月1日廢止。
在開(kāi)展“滿(mǎn)足國家第五階段排放要求的清潔燃油組成與排放關(guān)系研究”的工作中，結合煉油實(shí)況及環(huán)保要求，在參考歐盟標準EN590：2004《汽車(chē)燃油－柴油－要求和試驗方法》的基礎上，我國制定出符合第四、第五階段排放要求的GB19147-2013《車(chē)用柴油（Ⅳ）》標準，在2013年2月7日發(fā)布并實(shí)施，過(guò)渡期至2014年12月31日，于2015年1月1日起全面執行，至2018年1月1日廢止。
從法規層面來(lái)說(shuō)，我國的車(chē)用柴油標準已較完備，但在實(shí)際操作層面還存在問(wèn)題。記者在調查走訪(fǎng)中發(fā)現，個(gè)別地區甚至至今連國三柴油還沒(méi)到位。所以，《政府工作報告》提出的年內普及國四柴油很有針對性，為國四排放標準升級準備了前提。
兩種技術(shù)路線(xiàn)都離不開(kāi)國四油
近年來(lái)，我國汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅猛，柴油的需求量隨汽車(chē)的大量使用而不斷增加，大量柴油消耗造成的空氣污染日益嚴重，直接威脅著(zhù)人民的健康。圍繞尾氣治理，除了采用先進(jìn)的尾氣后處理技術(shù)外，最直接的辦法就是提高油品質(zhì)量。而將這兩者結合起來(lái)才能真正實(shí)現排放標準升級。
重型柴油機從國三到國四，顆粒物排放限值從0.1g/kWh降低到0.02g/kWh，NOx排放限值從5g/kWh降低到3.5g/kWh。在國三的基礎上僅僅對發(fā)動(dòng)機內部參數進(jìn)行優(yōu)化雖然可以繼續降低污染物排放，但是不足以滿(mǎn)足國四標準，還需要增加其他技術(shù)。
要使得NOx和顆粒物的排放達到法規要求，現有兩種方案可以選擇：
第一種是EGR（廢氣再循環(huán)）＋DPF（柴油微粒過(guò)濾器）系統，通過(guò)EGR降低NOx，用DPF捕集顆粒物并通過(guò)再生技術(shù)除去顆粒物?；蛘卟捎肊-GR＋POC（顆粒物氧化催化劑），其工作原理和EGR＋DPF相似，只是顆粒物轉化效率較低；
第二種是改變發(fā)動(dòng)機技術(shù)，使顆粒物排放達到法規要求，但是同時(shí)會(huì )增加NOx的排放，所以在排氣管中安裝SCR（選擇性還原催化器）系統來(lái)降低NOx的排放。歸結起來(lái)，重型柴油機達到國四標準的技術(shù)路線(xiàn)有兩條，即俗稱(chēng)的EGR和SCR。
但不管是EGR還是SCR，離開(kāi)國四油都無(wú)法真正實(shí)現國四排放標準，自然也無(wú)法實(shí)現節能減排、防治污染的目標，特別是減排PM，即顆粒物更無(wú)從實(shí)現。中石油蘭州研發(fā)中心燃料油與燃料油添加劑工程師董紅霞對這一問(wèn)題作了解釋。
她表示，柴油中硫化物對NOx和PM能產(chǎn)生明顯促進(jìn)作用，并可使汽車(chē)尾氣催化轉化器催化劑中毒，因此硫含量在柴油中作為一項比較重要的指標予以限制。柴油中的硫98%在燃燒過(guò)程中轉化成二氧化硫，其余2%作為硫酸鹽排放，二氧化硫通過(guò)排氣催化劑會(huì )轉化為硫酸鹽，最終成為PM的一部分。
按照美國環(huán)境保護局的定義，柴油機排放的顆粒物PM包含以碳為主的碳煙、未氧化或未完全氧化的HC、硫酸鹽、與硫酸鹽結合的水和其他雜質(zhì)。因此降低柴油中的含硫量就相應地降低了PM排放量，也降低了排氣煙度。
歐洲汽車(chē)油料研究也表明，柴油中硫的含量從500ppm減少到30ppm將使得輕型車(chē)PM排放降低7%，重型車(chē)PM排放降低4%。國四排放法規要求更低的PM和Nox排放，柴油機后處理技術(shù)如NOx選擇催化還原器(SCR)、顆粒捕集器(DPF)等遂得到廣泛應用。但隨著(zhù)燃料硫含量的增加，一些排氣后處理系統的轉化效率會(huì )降低甚至會(huì )發(fā)生硫中毒而永久失效。
當油品硫含量為3ppm時(shí)，柴油顆粒過(guò)濾器使得PM排放下降率為95%，而當柴油中硫含量增至30ppm后，PM排放下降率僅為70%左右。當柴油硫含量達到350ppm時(shí)，PM排放下降率為0，此時(shí)柴油顆粒過(guò)濾器已失效。當燃油硫含量大于350ppm時(shí)，使用DPF裝置后PM排放甚至大于發(fā)動(dòng)機直接排放。
而國三油硫含量恰恰為350ppm，所以無(wú)論如何，要實(shí)施國四排放標準，國四油必須到位。
不使用國四油會(huì )對國四車(chē)造成損害
由于國四柴油遲遲不到位，重型柴油機國四排放標準實(shí)施的時(shí)間一推再推。但也有人提出“車(chē)油分離”的觀(guān)點(diǎn)，認為車(chē)可先于油品進(jìn)入國四，遭到汽車(chē)行業(yè)的反對。因為這樣做會(huì )對車(chē)輛產(chǎn)生損害。
那么，不使用國四油會(huì )對國四車(chē)產(chǎn)生何種損害呢？董紅霞稱(chēng)，EGR帶有貴金屬涂層的顆粒物后處理系統的一個(gè)弱點(diǎn)是，如果廢氣中有硫的話(huà)會(huì )將硫轉化為硫酸鹽。只有燃油中的硫含量低于20ppm時(shí)（假設不包括燃油中所含的硫的情況下，發(fā)動(dòng)機排放的微粒物不超過(guò)0.01g/kWh）才可能達到國四要求的顆粒物排放限值，所以如果采用此方案，肯定不能使用燃油中硫含量高達350ppm的國三油。
因為如果使用了，不僅達不到顆粒物排放限值，而且可能使EGR系統受到損害。例如：發(fā)動(dòng)機可能會(huì )受EGR系統產(chǎn)生的硫酸的腐蝕；DPF再生會(huì )被硫酸鹽鈍化；過(guò)濾器會(huì )被堵塞并不可恢復。
SCR系統對油品的要求不如EGR高，這也是中國商用車(chē)廠(chǎng)家，特別是重卡企業(yè)廣泛使用SCR系統的重要原因。但即便如此，SCR系統對油品硫含量的最高容忍度也只有200ppm，依然低于國三油的硫含量，所以要使SCR系統順利運轉也需要國四油。勉強使用國三油雖然不會(huì )產(chǎn)生像EGR系統那樣嚴重的問(wèn)題，但對SCR系統來(lái)說(shuō)也相當于“慢性自殺”，會(huì )降低商用車(chē)發(fā)動(dòng)機的使用壽命，并增加其故障率。----商用車(chē)
