国家污染物排放标准

国家污染物排放标准《重型车用发动机排气污染物排放限值及测量方法》（征求意见稿）编制说明中国环境科学研究院环境标准研究所济南汽车检测中心二○○四年六月目录一、任务来源.....................................................1二、制订标准的目的、意义.........................................1（一）制订标准的意义、目的.........................................1（二）制订本标准的紧迫性和必要性...................................1三、目前我国重型柴油机相关排放标准制、修订情况...................2四、国外法规标准简介.............................................3（一）欧洲.........................................................3（二）美国.........................................................6（三）日本.........................................................7五、本标准修改采用的国际法规.....................................8六、本标准与欧盟指令2001/27/EC的差异............................9七、本标准与GB17691－2001相比的主要变化........................9八、标准中相关问题的处理........................................12（一）型式核准申请................................................12（二）型式核准证书................................................12（三）基准燃料....................................................13（四）生产一致性检验用燃料........................................13（五）增强的环境友好车辆（EEV）限值要求...........................14（六）标准的实施..................................................14九、技术对策及成本效益分析......................................15（一）第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段对柴油机排放控制技术的要求..................15（二）燃油可行性分析..............................................16（三）排放控制技术成本和环境效益分析..............................18（四）对其他基础设施的要求........................................19（五）我国车用柴油机技术水平现状及如何应对加严排放控制的新挑战....201一、任务来源本标准是根据国家环保总局办公厅《关于下达2002年度国家环境保护标准制修订项目计划的通知》(环办[2002]106号)中的项目计划进行的。主要承担单位为：中国环境科学研究院环境标准研究所和济南汽车技术中心。完成期限为2004年。二、制订标准的目的、意义（一）制订标准的意义、目的1、贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，防治机动车排放造成的大气污染，改善环境空气质量，保护人体健康;2、促进机动车行业制造技术和排放控制技术的发展，淘汰技术落后的产品，削减单车污染物排放量，提高国产机动车产品的竞争力，指导机动车行业走可持续发展道路;3、促进机动车用油品制造行业生产技术水平和产品质量的提高;4、完善国家机动车大气污染物排放标准体系，逐步缩小与国际机动车排放控制水平间的差距，维护国家利益，实现与国际控制水平接轨;5、为国内特殊地区的污染防治工作提供依据，理顺国家排放标准与地方排放标准之间的关系，简化国家机动车排放标准体系，减轻企业负担;6、通过发布标准，使有关行业提前了解国家在机动车排放控制方面的要求，在产品和技术开发方面为实施标准做好充分的准备。（二）制订本标准的紧迫性和必要性1、我国2001年加入WTO，进口汽车关税逐步降低，国产汽车降价，汽车进入家庭步伐加快，汽车使用量迅速增加。同时，机动车报废年限提高，报废速度减缓，排放总量增加，对大城市尤其是一些特大型城市环境空气质量达标造成越来越严重的影响。2、国内机动车和车用油品生产制造技术水平与国际先进水平相比存在的差距，造成国产车单车污染物排放量高。我国排放标准控制水平与国外（欧、美、日等）相比，仍然存在较大差距，制定和实施第Ⅲ、Ⅳ阶段标准，将进一步缩小差距，尽快与国际先进水平接轨。23、国家环保总局、国家经贸委和科技部于2003年一月颁布了《柴油车排放污染防治技术政策》，指出“我国柴油汽车污染物排放控制目标是：2004年前后达到相当于欧洲第Ⅱ阶段排放控制水平；到2008年，力争达到相当于欧洲第Ⅲ阶段排放控制水平；2010年之后争取与国际排放水平接轨。”为了实现《技术政策》规定的这一目标，即使2008年实施欧洲第Ⅲ阶段标准，也仍然有8年的差距。因此，我们的任务十分艰巨，时间非常紧迫。4、北京市将于2008年承办奥运会，为了举办一届空气清新，环境优美的绿色奥运会，北京市计划提前实施欧洲第Ⅲ阶段标准。因此，国家标准的尽快出台将为协调统一国家和地方标准，满足北京市和其他特大城市的环境执法工作的需求起到非常重要的作用。三、目前我国重型柴油机相关排放标准制、修订情况我国于1983年颁布了柴油车自由加速烟度排放标准，1993年对该标准进行了一次修订，加严了标准限值。自由加速烟度的限制，对车辆经常维修保养、维持较好的工作状况起到了积极促进作用，但并没有对柴油机的技术水平的提高有根本的影响。2000年国家环保总局颁布了柴油机的工况法排放标准，参照1991年10月1日生效的欧盟91/542/EEC指令制定了我国对压燃式发动机所排放的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）和颗粒物同时进行控制的污染物排放标准。从2000年9月1日起执行相当于欧洲I号标准的第Ⅰ阶段排放标准，2003年9月1日起执行第Ⅱ阶段排放标准。我国第Ⅰ阶段排放标准颁布之后，国家环保总局建立了新车排放申报制度，并适时发布了限期停止生产不达标车型的通知，这些管理措施有效地推动了新标准的实施工作，对车辆技术水平的提高起到了非常重要的促进作用。第Ⅱ阶段排放限值实施后，多数企业已经采用了增压或增压中冷技术，甚至有的企业已将EGR和氧化型催化器技术提前应用到第Ⅱ阶段的柴油机上。根据国家环保总局机动车排污监控中心的统计，目前达到第Ⅱ阶段排放标准的已经有近11000个车型。和开始控制的第Ⅰ阶段相比，这些柴油机的颗粒物排放减少约58%，NOx排放量减少13%。值得关注的是，通过包括技术水平在内的综合实力的竞争过程，车用柴油机行业内部得以进行重新整合。重点企业更大更强，落后企业纷纷倒闭和停产，促使车用柴油机行业内生产集中度和重点企业的产能得到大幅度提高。重点企业从而有了一定的经济能力，为达到新的标准限值有计划、有目的实施技3术改造采取技术改造，产品升级换代速度呈加快趋势。从广泛的企业调研结果看，国内柴油机行业主要通过寻求国际、国内的广泛合作，加大投资力度，引进更加先进和主流的技术。在发动机构造、控制、性能、加工、工艺、质量保证多方面都酝酿着有较大的突破和提高。为了有效地监督和管理在用柴油车的污染物排放情况，适应加严了的新生产发动机的标准，目前国家环保总局已经在组织修订在用柴油车的烟度排放标准。四、国外法规标准简介（一）欧洲欧盟对重型柴油机排放控制的基本指令是88/77/EEC，该指令于1987年颁布，88年开始对新定型的发动机和车辆实施，90年对销售、注册和使用的车辆或发动机实施。其测试工况是稳态十三工况法。在欧○阶段对颗粒物没有要求（见表1）。欧○阶段应该说是柴油发动机的原始未控制状态，不需要采取任何控制措施基本都能够达到，对NOx的要求甚至比原始状态还要宽松，旨在促进企业改善发动机的燃烧状况，提高燃烧效率，一定程度的降低CO、HC和黑烟排放。欧盟于1992年开始对重型柴油车实施欧洲I号法规，1995年实施欧洲II号法规，其相应的指令是91/542/EC，测试方法仍然是稳态十三工况，CO、HC和NOx限值加严，并增加了对颗粒物的要求，对颗粒物采用部分流或全流稀释取样测量。到欧II阶段，对颗粒物的控制明显加严，和未控制时相比，约下降55%左右。但尽管如此，其单车污染物的减少量也并不象轻型车那样明显，具体各阶段的污染物减少量，如图1所示。2000年欧盟开始实施Ⅲ号法规，并将于2005年、2008年分别实施Ⅳ号、Ⅴ号法规。欧Ⅲ、欧Ⅳ、欧Ⅴ的法规号是1999/96/EC，后又被2001/27/EC修订，该指令是到目前为止的最新版本。由表1和图1可以看出，到欧Ⅳ、欧Ⅴ阶段，重型柴油发动机的颗粒物和NOx排放有了明显的下降。欧Ⅳ阶段颗粒物下降了95%，欧Ⅴ阶段NOx减少了86%左右，满足欧Ⅳ、Ⅴ法规的柴油车辆应该说是看不见黑烟的较为清洁的柴油车。表1欧盟重型柴油发动机排放标准[g/kW.h]实施年份指令控制阶段氮氧化物（NOx）颗粒物（PM）199088/77/EEC欧○15.8—11992欧Ⅰ9.00.40199591/542/EEC欧Ⅱ7.00.1520001999/96/EC欧Ⅲ5.0/5.020.10/0.1642005欧Ⅳ3.5/3.50.02/0.032008（2001/27/EC）欧Ⅴ2.0/2.00.02/0.03注：1、欧○未控制颗粒物2、ESC限值/ETC限值欧洲III号法规与现行标准的主要不同点如下：（1）限值加严（见表1）；（2）测量方法有较大的变动，欧洲III号法规中提出了三种测试循环：a)欧洲稳态工况（ESC,EuropeanSteadyCycle）“欧洲稳态工况”（ESC）是新的十三工况法，使用了新的发动机典型工况点，同时改变了加权系数，并另外增加3个随机工况点的NOx排放测量，使得非十三工况点的NOx高发区处于监控状态，防止只满足所设工况点排放要求的技术作弊行为。原十三工况和ESC工况的比较见图2。图15图2欧洲十三工况比较b)负荷烟度试验（ELR,EuropeanLoadedResponsesmoketest）ELR代替了原72/306/EEC指令（ECER24号法规）的全负荷稳态和自由加速烟度测量，采取了新的负荷工况测试循环，见图3。图3负荷烟度试验c)欧洲瞬态工况（ETC，EuropeanTransientCycle）除十三工况有改动之外，欧洲III号法规中还针对燃气发动机和安装先进后处理装置的柴油机规定了瞬态测量循环（ETC），见图4。用瞬态循环工况进行测量时，其颗粒物的测量要求用全流稀释取样，气体污染物的测量采用从全流稀释系统中稀释取样。6图4欧洲瞬态工况（ETC）（3）各测量循环工况的应用范围：a)传统式柴油机，要求进行欧洲稳态工况（ESC）和负荷烟度试验（ELR）；b)气体燃料发动机（如：LPG、CNG），要求使用瞬态测量方法（ETC）测量污染物排放量；c)装有先进的排放后处理装置（如：颗粒物捕集器、NOx催化转化器等）的柴油发动机，要求进行欧洲稳态工况（ESC）试验、负荷烟度试验（ELR），并附加瞬态工况试验（ETC）。d)从欧Ⅳ阶段开始柴油发动机也必须进行ETC试验。（二）美国美国对重型汽车的界定是用最大总质量超过8500磅（