近期，汽車界很多人士或者企業(yè)家們，感到比較焦慮，國六標準推廣實施的緊要關頭，疫情突然沖擊汽車產(chǎn)業(yè)，無論是傳統(tǒng)燃油汽車還是新能源汽車，銷量都大幅度下降，來自終端的壓力必然傳導至上游零部件企業(yè)，機動車尾氣治理及后處理企業(yè)也不能幸免。

　　9月10日，第11屆大城市機動車污染防治技術研討會在上海安亭召開，本次會議主題是“守正創(chuàng)新，精準減排”，來自行業(yè)的300多位專家、學者及企業(yè)人士參加，中國工程院院士、上海交通大學副校長黃震發(fā)表了重要演講，大會開幕式由中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會機動車防治委員會秘書長方茂東主持。在兩天的會議中，與會嘉賓紛紛就內(nèi)燃機及污染防治技術展開交流，專家們的演講更是揭示了內(nèi)燃機及污染防治技術的發(fā)展趨勢。

　　■內(nèi)燃機面臨的問題與挑戰(zhàn)

　　中國工程院院士、上海交通大學副校長黃震

　　針對行業(yè)焦慮，黃震院士深度剖析了內(nèi)燃機面臨的問題與挑戰(zhàn)。

　　最近，歐洲部分國家出臺了嚴格限制內(nèi)燃機汽車行駛的法規(guī)，黃震認為，在歐洲，人們關注內(nèi)燃機對氣候變化影響的擔憂似乎成為了政治訴求，而不是科學討論。在這種形勢的影響下，《經(jīng)濟學家》曾報道：內(nèi)燃機曾經(jīng)輝煌，但這種改變世界的機器結(jié)局漸至。然而，另一些專家并不這么認為，他們認為到2050年，60%的輕型車仍將“擁有”內(nèi)燃機。

　　專家們的爭論都各有理由，在這個過程中，北歐的禁令及專家的爭論可能被媒體過度放大。內(nèi)燃機本身沒有危害，危害來自于內(nèi)燃機的有害排放，以及溫室氣體排放。

　　“去年9月一份國際著名期刊上，美國、日本、歐洲等國家及地區(qū)共37位學者聯(lián)名發(fā)表了文章，我也是作者之一，專門談到內(nèi)燃機對我國和全球的環(huán)境保護、能源消耗以及對未來二氧化碳排放的影響。這篇文章在國際上引起了很大的反響。”黃震院士說。

　　過去四十年，由于發(fā)動機或內(nèi)燃機燃燒及后處理技術的快速發(fā)展，有害物質(zhì)排放可以降到原來的千分之一左右。目前排氣管的碳氫排放量低于發(fā)動機進氣口周圍空氣的碳氫濃度，即通過尾氣后處理、燃燒技術可以讓發(fā)動機排放比較干凈，成為負排放汽車。

　　對于霧霾，大家印象都很深刻，顆粒物是造成霧霾的主要元兇之一，現(xiàn)在先進的發(fā)動機尾氣排放顆粒物已達到每公里5毫克的標準，但是，每輛汽車的輪胎、制動器磨損，也會產(chǎn)生非常小的顆粒物，大約每公里50毫克。兩相比較，尾氣排放遠遠低于輪胎或者制動器磨損產(chǎn)生的顆粒物。

　　從全球溫室氣體排放來看，交通領域的排放量約占總量的10%，如果將所有的交通工具全部改為電動汽車，也只能把10%全部抹去，但是，達成這樣的目標有一個重要的前提條件，所有的電力來自非化石能源，在目前難做到。

　　歐洲的環(huán)保標準不僅對碳氫、一氧化碳（CO）提出嚴格要求。至2030年，歐盟新車碳排放標準將降低到59克。這是什么概念？一個人跑步每公里會排出24～30毫克的二氧化碳?？梢姡磥砥嚺懦龅亩趸紝?。

　　《巴黎協(xié)議》對歐洲的技術發(fā)展及商業(yè)模式產(chǎn)生深遠影響，我國在《巴黎協(xié)議》中也有承諾，為了實現(xiàn)這個承諾，對汽車油耗降低提出了要求，這也帶來了內(nèi)燃機的挑戰(zhàn)，從中短期來看，我們必須不斷提高內(nèi)燃機的熱效率，低碳化是內(nèi)燃機存在的必要條件；從中長期來看，碳中性和零碳化是內(nèi)燃機未來的必由之路。

　　20個世紀70年代末期到80年代初，發(fā)動機熱效率并不高，汽油機不到30%，柴油機超過30%，現(xiàn)在最高效率可以超過50%，未來將達到54%。熱效率提升來源于技術進步，從氣道噴射發(fā)展到缸內(nèi)直噴，再到稀薄燃燒EGR技術，壓縮比從7%～8%，提高到16%。

　　我國在內(nèi)燃機熱效率提升上也取得了可喜進步，最近有一臺發(fā)動機正式研發(fā)成功，熱效率達到50.2%，也是國內(nèi)首臺超過50%的柴油機熱效率發(fā)動機。

　　為了內(nèi)燃機未來的發(fā)展，上海交大的實驗室提出了全新概念——智能燃料發(fā)動機。發(fā)動機在缸內(nèi)和氣道可以噴兩種燃料，通過兩種燃料實時調(diào)控燃燒的過程，進行燃料的過程和燃燒過程的設計。汽油機不同轉(zhuǎn)速、不同負荷情況下采用不同的燃料比例，使整個發(fā)動機的放熱形態(tài)、發(fā)動機的負荷達到最優(yōu)，從城市工況來看，最高可以省油近30%，平均節(jié)油達到22%，這是全新的發(fā)動機。

　　汽車在行駛過程中會排出二氧化碳，如果把二氧化碳吸收以后再做燃料，形成周而復始的循環(huán)就形成了碳中性，汽車再怎么開，整個大氣中二氧化碳沒有增加。利用可再生能源，風能、太陽能等發(fā)電制氫，用氫捕捉二氧化碳制成燃料，從而實現(xiàn)碳中性。

　　目前，國際上的光伏發(fā)電價格約為每度電1.35美分，大約為0.1元人民幣，下一個目標是一美分，我國西北地區(qū)棄風棄光造成的電力資源浪費大約為30%～40%，光伏發(fā)電可以制氫。美國、歐洲、德國、沙特、日本等都在開展全新概念清潔燃料研究，我國也提出了液態(tài)陽光（清潔甲醇）概念。

　　從未來的發(fā)展趨勢看，內(nèi)燃機還有很強的生命力，全球幾大汽車企業(yè)向市場推出的混動汽車、PHEV、增程式電動汽車，這些都需要使用內(nèi)燃機。燃油車和電動車不是零和博弈，用途上各有所長，也各有分工，兩者的融合勢在必行。

　　■氫內(nèi)燃機是發(fā)展方向之一

　　燃料中的有害物質(zhì)在燃燒過程中被釋放，如果燃料很干凈，就不會釋放碳氫、CO、二氧化碳等有害物質(zhì)。20年前，寶馬汽車曾經(jīng)嘗試氫氣在發(fā)動機內(nèi)直接燃燒，然而，這項研究后來停止了，從技術上也可以說這條路有很大的難度。

　　在這次研討會上，聯(lián)合汽車電子有限公司高級系統(tǒng)開發(fā)專家蘇建業(yè)博士的演講題目是《氫燃料內(nèi)燃機燃燒與排放特性的試驗研究》，這一下子把參會者的興趣提了上來，當年寶馬汽車失敗進行了研究，聯(lián)合電子如何重放光彩？

　　蘇建業(yè)似乎知道大家的關注點，首先回顧了氫燃料內(nèi)燃機技術發(fā)展變化，同時，技術進步讓氫燃料內(nèi)燃機重新回歸視野。

　　相比20年前，氫燃料內(nèi)燃機在可用技術方面取得了顯著的進步。700bar高壓儲氫技術已經(jīng)在燃料電池電池中獲得量產(chǎn)，這解決了氫內(nèi)燃機車輛載氣量較低的問題。20年前，寶馬采用氣道噴射燃燒的方法，如今已發(fā)展出缸內(nèi)直噴，缸內(nèi)直噴氫氣噴射系統(tǒng)具備量產(chǎn)可行性；增壓技術的進步滿足了氫燃料內(nèi)燃機對功率的需求，從以前的30kw/l提高到80kw/l，翻了一倍多；氫燃料內(nèi)燃機的缸內(nèi)凈化技術促進了近零排放目標的達成?！案匾氖?，加氫基礎設施建設越來越廣泛，為氫內(nèi)燃機的使用搭起了平臺。氫氣作為一種能源，價格有望進一步下降，用戶能夠用得起?！碧K建業(yè)說。

　　這些技術進步取得了什么樣的成果？據(jù)介紹，當前的2.0L、渦輪增壓、缸內(nèi)直噴氫燃料內(nèi)燃機的功率、扭矩，與2.0L增壓直噴汽油機相當。

　　從氫燃料的物理化學性質(zhì)看，氫的自燃溫度比汽油高200～300℃，但是點火能量只有汽油的十分之一，這特別適合火花點火的燃燒方式。氫氣的可燃范圍比柴油汽油都寬，非常容易著火，這注定了氫氣可實現(xiàn)稀薄燃燒，甚至超稀薄燃燒。氫氣也有不足的地方，就是混合體的熱值比較低，因此對增壓技術要求比較高。

　　聯(lián)合電子的氫燃料內(nèi)燃機試驗發(fā)動機是2.0L，渦輪增壓、缸內(nèi)直噴汽油機，幾何壓縮比為9.8，進氣和排氣采用VVT，還有2個可變渦輪截面渦輪增壓器，在ECU方面也做了調(diào)整。

　　試驗樣機的排放結(jié)果也令人滿意，沒有二氧化碳和顆粒物排放，在測試中有碳氫和CO，不過數(shù)量極少，大約4.6PPM?！斑@是沒有進行后處理的結(jié)果?！碧K建業(yè)說。發(fā)動機畢竟需要機油進行潤滑，有些機油會泄漏至缸內(nèi)，從而產(chǎn)生碳氫和CO。

　　氫燃料內(nèi)燃機最大的挑戰(zhàn)是NOx，因為輸入的空氣中既有氧氣也有氮氣，只要高溫，氧氣與氮氣就會結(jié)合產(chǎn)生化學反應，從最后的結(jié)果看，也在10PPM之下。

　　氫燃料內(nèi)燃機的短板是升功率不足，缸內(nèi)直噴達到80Kw/L之后，就很難提升，熱效率也比傳統(tǒng)汽車低一點。盡管氫燃料內(nèi)燃機還有諸多的不足之處，但尾氣排放是傳統(tǒng)汽車根本不可比擬的地方。

　　■尾氣超標治理重在監(jiān)督治理

　　生態(tài)環(huán)境部機動車排污監(jiān)控中心副主任尹航

　　液態(tài)陽光、氫燃料內(nèi)燃機還是比較遠的事情，機動車尾氣治理不能等到這些技術量產(chǎn)后再治理，加強監(jiān)督治理成為必然趨勢。生態(tài)環(huán)境部機動車排污監(jiān)控中心副主任尹航就《我國機動車排放監(jiān)管政策法規(guī)解讀與未來監(jiān)管趨勢》進行了演講。

　　經(jīng)過一段時間的治理，我國空氣質(zhì)量達標城市比例逐年提高，2019年337個城市中，157個城市空氣質(zhì)量達標，占比為46.6%。與2018年相比，PM10和二氧化硫濃度下降，臭氧濃度上升，其他持平。總體上，PM2.5防治的形勢依然嚴峻，同時臭氧污染又日益凸顯。

　　從不同的污染物來看，重型貨車是移動源NOx控制的重點，重型貨車的保有量約占機動車保有量的2.04%，但是NOx排放量占機動車排放總量的61.84%，占移動源排放總量的34.56%。小型客車是移動源VOCs控制的重點，小型客車保有量約占機動車總量的67.08%，VOCs排放量占機動車總量的62.36%，占移動排放源總量的51.18%。

　　生態(tài)環(huán)境部已經(jīng)建立了“天地車人”一體化的監(jiān)管體系，今后的工作將加大在用車監(jiān)督執(zhí)法力度，全國31個省自治區(qū)直轄市，均開展了機動車定期檢驗工作，全國汽車保有量的98.1%，已經(jīng)進行了定期檢驗；還將加大路檢力度，強化入戶監(jiān)督抽測，提高監(jiān)督抽測頻次。2019年各地共檢查3.7億輛次，發(fā)現(xiàn)超標車輛1138.32萬輛次。

　　在原有的工作基礎上，有關部門積極推進車隊結(jié)構清潔化，加快淘汰老舊車輛，使我國車隊結(jié)構發(fā)生明顯變化。燃油達標是治理污染排放的重要環(huán)節(jié)，2019年起實行“三油并軌”，開展清潔油品行動，嚴厲打擊生產(chǎn)銷售儲存和使用不合格油品行為，2019年5月，生態(tài)環(huán)境部會同市場監(jiān)督管理局，公安部，商務部，在京津冀及周邊“2+26”城市，以及秦皇島，承德，張家口共31個城市，258個縣區(qū)開展清潔油品強化監(jiān)督定點幫扶，共發(fā)現(xiàn)1466個黑加油站。已要求各地政府取締905個，新發(fā)現(xiàn)561個黑加油站。

　　在監(jiān)督執(zhí)法過程中，發(fā)現(xiàn)各種超標問題，以含硫量為例，平均超標25倍，其中55%超標100倍以上，最高的超標902倍。加大監(jiān)督執(zhí)法力度使得正規(guī)渠道的汽柴油銷售量出現(xiàn)了較大幅度的增長，2019年5~8月，平均增長率為11.3%，石家莊，邢臺，張家口，邯鄲，開封，菏澤6個城市平均增長率為33.2%。

　　下一步，生態(tài)環(huán)境部將繼續(xù)嚴格實施國六標準，完善“天地車人”一體化監(jiān)控體系，對高排放車輛實施全天候全方位的實時監(jiān)控，通過大數(shù)據(jù)分析，溯源汽車生產(chǎn)企業(yè)、發(fā)動機制造企業(yè)、后處理裝置制造企業(yè)，實現(xiàn)聯(lián)合懲戒，建立嚴懲重罰制度。

　　編輯：黃霞

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