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访问王全录-节能减排你是如何做到的

点击数:2000 发布时间:2018-12-11 来源:

在中国的大多数城市,交通排放已经成为PM2.5的一个主要污染源。一个流传甚广的数据是,在北京,22.2%的PM2.5来自于机动车排放,成为北京仅次于外来传输的第二大PM2.5污染源了。
“目前中国机动车保有量已达1.2亿辆,但研究指出,到2030年,中国机动车保有量将继续增长至2.47亿~2.87亿辆。机动车已成为中国及世界很多国家能源消费、空气污染和温室气体排放的主要来源之一。”美国能源部阿贡国家实验室交通研究中心系统评价研究室主任王全录预测。
王全录认为,为解决机动车发展引发的机动车污染等问题,中国应借鉴美国及其他国家的经验,通过加快加严法律法规、研发高能效车辆技术、开发清洁低碳燃料及实施有效的道路交通管理,从而实现城市的可持续发展。
王全录所在的阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)是美国政府最老和最大的科学与工程研究实验室之一——在美国中西部为最大。ANL是1946年成立的美国第一个国家实验室,也是美国能源部所属最大的研究中心之一。
前后十次立法或者修法
问:在解决大气污染方面,美国一直重视立法及法规。那么在机动车排放污染立法和法规方面,美国走过了一个怎么样的历程?
王全录:美国在机动车排放污染立法方面,用力颇多,曾前后十次立法或者修法。1970年,美国国会制定了《清洁空气法》,要求在1975年前降低90%的机动车污染排放。1983年,美国环保局建立了要求对乘用车排放控制系统故障进行定期检测的检查/维护(I/M)计划。1985年,美国环保局制定了严格的柴油货车和柴油客车排放标准。1989年,首次制定了旨在降低汽油挥发排放的燃料挥发排放限值。1990年,制定了柴油的硫含量限值。同年,美国国会修订了《清洁空气法》,要求在空气质量不达标区域使用加氧汽油和新配方汽油,并制定了更加严格的排放测试程序、扩大了I/M计划、启动了新车技术和清洁燃料计划、推行交通管理条例,并首次授权美国环保局管治非道路机动车的排放。1991年,美国环保局建立了碳氢化合物和氮氧化物的更低排放标准。1992年,首次制定了寒冷天气下一氧化碳的排放限值。1998年,美国环保局首次发布了用于非道路建设以及农业和工业生产用柴油发动机的排放标准。1999年,美国环保局宣布对轻型货车和运动型多用途汽车实施与小汽车相同的尾气排放标准。同时,首次将车辆和燃料作为一个系统加以考虑,并宣布继续降低汽油硫含量;2000年,美国环保局宣布将于2006年中以前,将道路柴油机动车的硫含量降低97%,并制定了机动车有毒有害污染物排放的最终排放标准。
问:为了满足这么严格的排放标准,美国在机动车污染控制研发技术上做了哪些创新?
王全录:为了满足各阶段排放标准的要求,美国于1971年开发了用于捕集汽油挥发气体的碳罐。1972年,汽车厂商研发了废气再循环阀(EGR),以满足氮氧化物排放标准要求。1975年,第一代尾气催化转化器投入应用,显著降低了污染排放水平。同时,也促使了无铅汽油的引进和使用。同年车型已开始使用更先进的防水隔热点火系统。1981年,新车开始使用具备车载电脑和氧气传感器的尾气三元催化器。目前不断发展和成熟的紧耦合催化转化器和先进三元催化转化器等技术、汽油直喷技术、新型发动机连续可变气门正时及升程控制技术、多点喷射和多重放电点火技术、发动机运行优化技术、发动机电控系统管理优化技术以及高品质燃料和润滑剂技术等,成为保障汽油车达标排放的关键技术。在柴油车方面,自20世纪90年代开始,欧美等国家不断研发并应用了涡轮增压和后冷却技术、基于电控单体泵和电控共轨喷油器的双电磁阀燃油系统、燃料电喷技术、尾气冷却再循环技术、柴油颗粒捕集(DPF)和氧化催化技术、尾气选择性催化还原技术等。近年来,具备诊断机动车尾气排放状况的二代车载自动诊断系统已经广泛应用于欧美等国的乘用车和重型柴油车上。
决定将2025年生产的乘用车温室气体排放标准定为1012克/千米
问:在减少污染物直接排放的同时,美国也注重提高机动车的燃油经济性标准,从而实现从源头上减少污染物间接排放的目的。那么,美国的机动车燃油经济性标准是如何提高的?
王全录:美国燃油经济性标准最早是在1975年第一次中东石油危机后制定的,美国联邦政府和州政府围绕燃料、车辆,以及交通活动水平等方面制定并实施了大量温室气体排放控制政策,并于最近制定了温室气体排放标准。截至2008年,美国已有15个州开始推行机动车温室气体排放标准,另外有2个州开始推行低碳燃料标准。最近,美国已决定将2025年生产的乘用车温室气体排放标准定为1012克/千米,相当于4.5升/100公里(54英里/加仑)的燃油经济性标准。同时,美国也制定了重型柴油车燃油经济性标准,美国最近制定了于2014年开始实施的温室气体排放标准。
问:为了配合燃油经济性的逐步变严,美国开发了哪些先进的机动车能效技术?
王全录:美国在20世纪80年代用燃料喷射系统取代了化油器,显著提高了车辆能效,降低了车辆污染排放水平。随后,节气门体燃油喷射和喷嘴燃油喷射技术开始成熟和普及,近年来不断成熟的汽油直喷技术也开始占据一定的市场份额,并呈增长趋势。
与汽油车相比,柴油车具有更高的能效。
与传统内燃机技术不同,包括混合电动汽车、插电式混合电动汽车和电池驱动纯电动汽车的电驱动技术,通过采用完全不同的动力系统设计,显著提高了汽车的能效水平,并通过使用电力替代石油迈向尾气零排放的目标。目前,混合电动汽车一般包括三种动力系统配置方式:并联混合动力结构、串联混合动力结构以及混联混合动力结构,分别具有不同的效率和成本水平。根据混合电动汽车的结构设计方式以及动力系统整合程度,其效率可以提高20%~50%。
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