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在用車污染物排放的監(jiān)控和防治、新車排放技術的升級是當下機動車污染防治的主要措施。為了有效控制機動車污染物排放量,近年來,產學研用各領域都在不斷努力,協(xié)同攻關,以期突破技術難題。
遙感法成為主要檢測手段
至2016年我國汽車保有量已達1.94億輛,僅靠人工方法對如此龐大數量的在用車進行檢測已不現實,然而,在用車污染防治是機動車污染防治任務的重點,不加以重視就不能從根本上解決機動車污染問題。也因此,覆蓋范圍大,且易操作的遙感檢測法便受到環(huán)保部門的高度重視。以京津冀為例,為了扼止超標車輛的污染,環(huán)保部決定在“2+26”個城市各安裝10套機動車遙感檢測設備,利用遙感設備快速排查高排放機動車。
作為機動車遙感檢測標準制定的主要參與者,北京理工大學機械與車輛學院教授葛蘊珊表示,遙感檢測法的基本原理是比爾定律,即一氧化碳、二氧化碳等會改變光譜波形,據此可以分析出污染物濃度。葛蘊珊說:“汽車尾氣排出后,立即被空氣稀釋,濃度會發(fā)生較大變化,但是,其成份的比例變化不大,因此,理論上對汽車的遙感監(jiān)測不會造成影響?!?
葛蘊珊介紹,遙感檢測法既能快速檢測高排放車輛,又不影響車輛正常行駛,是一種比較高效的篩選方法。目前,遙感檢測法分為水平和立式兩種方法,水平遙感檢測法僅適用于單車道,立式遙感檢測法則適用于多車道,即把設備安裝在道路上,每個車道對應一套檢測設備。為了確保檢測的準確性,葛蘊珊說,遙感設備每三個小時自檢一次,這樣做的原因是,環(huán)境條件發(fā)生變化的同時,污染物濃度比例也會發(fā)生變化,自檢可以保證實時監(jiān)測的準確性。
從總量控制轉向控制質量
機動車尾氣檢測的目的在于對污染物進行有效控制,以往,我國每年都會發(fā)布機動車污染防治年報,詳細介紹全國機動車氮氧化物(NOx)、顆粒物(PM)、碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)等污染物排放情況,以作為機動車污染控制的重要參考。不過,在清華大學特別研究員劉歡看來,這樣做顯然還不夠。為了更準確地掌握不同情況下機動車排放物和排放量,劉歡提出了建立排放清單制度的必要性。他說:“以往,我們比較重視機動車污染物排放總量的控制,現在必須轉變到質量控制上來,為此,我們需要建立排放清單制度。將機動車污染物的排放情況與空間、時間分配緊密聯系起來?!?
不過,排放清單的建立并不容易。劉歡說,相對而言,輕型車主要在城市運行,各項信息比較全面,排放清單的準確度比較高。但重型車的排放清單建立卻困難得多,且準確性相對較低?!按蟛糠重涍\車,特別是從事長途運輸的重型車,行駛路段復雜,高速、國道、省道的排放情況并不一致,測試數據與實際行駛規(guī)律難以匹配?!眲g說。
為了建立有效的排放清單,劉歡引入了路段排放強度概念,建立了基于路段排放強度的排放清單方法學(REIB法),通過這種方法,可以計算貨運車在不同道路類型上的排放情況。劉歡說:“排放清單的建立將為環(huán)保決策提供依據。”
多方探索降低新車排放
相對于在用車污染物的監(jiān)控與治理,新車污染物的防治更多在于技術層面的升級,國六排放標準推出后,行業(yè)各領域都在積極探索技術的升級。不過與此同時,通過清潔能源的使用以降低排放物的做法更為行業(yè)所關注。
有專家指出,我國在南海試采可燃冰成功,天然氣在汽車中的運用將逐漸增多。但同時,爆震是天然氣運用中的一大難題,為解決這一問題,業(yè)內也做了多番嘗試,目前,比較被認可的解決途徑是天然氣和柴油的混合使用,即天然氣直噴入氣道,然后用柴油點燃。美國伊利諾伊大學教授、美國汽車工程師協(xié)會高級會員李佳峰說:“柴油點燃時會產生多個火星,可以避免天然氣的爆震,并且可得到較高的燃燒效率。”據介紹,柴油的熱效率為42.98%,混合70%天然氣后的熱效率能夠達到43.05%。
然而,柴油混合天然氣的方法在我國并不普遍,原因何在?李佳峰解釋說:“兩者混合后,需要增加柴油后處理設備,成本將上升。為此,針對中國的實際情況,我們正在研究稀燃技術。”
何為稀釋技術?天津大學機械工程學院教授李志軍給出了詳細說明。他說,稀燃技術就是發(fā)動機在空燃比(A/F)大于理論空燃比的情況下燃燒,這樣能實現完全燃燒,且同時,碳氫化合物、一氧化碳排放量比較低,發(fā)動機的部分負荷性能也能得到改善。但是,稀燃技術也面臨不少難題:混合氣點火困難、分層時容易形成氮氧化物、循環(huán)變動較大、容易導致傳統(tǒng)TWC(三元催化轉換器)失效等,其技術還有待進一步升級。
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