按照規(guī)定,,國家公布的第四階段機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)(后簡稱“國四標(biāo)準(zhǔn)”) 最晚將于2011年,,在全國范圍內(nèi)實(shí)施,。“國四標(biāo)準(zhǔn)”等效于歐洲的“歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)”,相比“國三標(biāo)準(zhǔn)”,,對(duì)機(jī)動(dòng)車排放控制更趨嚴(yán)格,,需要在滿足“國三標(biāo)準(zhǔn)”的基礎(chǔ)上,再進(jìn)一步降低30%—50%的污染物。
在我國當(dāng)前的汽車市場上,,由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油30%,,二氧化碳排放量低30%-45%,,柴油化儼然成為今后重要的發(fā)展方向,。但此前國家環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司羅毅副司長在題為《中國發(fā)展節(jié)能減排汽車的環(huán)保戰(zhàn)略與措施》的報(bào)告中指出:“柴油車的污染問題仍然是造成城市空氣污染的主要原因之一,;清潔高科技的柴油轎車需要高品質(zhì)的超低硫柴油的供給,。”一般認(rèn)為,,柴油車達(dá)歐Ⅳ排放的技術(shù)路線有兩條:一是采用顆粒物過濾器(DPF),,二是采用NOx還原催化劑(SCR),??傊?,無論哪條路都要加裝后處理系統(tǒng)。
但在前不久舉行的“清華-康明斯技術(shù)論壇”上,,由清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任王建昕教授公布的有關(guān)生物柴油的最新研究結(jié)果表明,,生物柴油不但具有替代石油基能源的作用,而且可以將生物柴油與其他燃料合理摻混,,采用燃料重新設(shè)計(jì)的方法,,就有可能在不使用后處理技術(shù)的前提下,使柴油機(jī)排放直接達(dá)到國四或歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn),。
基于生物柴油的燃料設(shè)計(jì)
搞發(fā)動(dòng)機(jī)的人歷來都是根據(jù)柴油的已有特性來設(shè)計(jì)和優(yōu)化柴油機(jī)的燃燒特性,,“那么能不能反過來,根據(jù)柴油機(jī)低排放燃燒的要求來重新設(shè)計(jì)燃料呢,?”沿著這一思路,,王建昕教授帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了新的燃料方案:生物柴油占50%,柴油占35%,,碳酸二甲酯(DMC)占15%,。他們將這種生物質(zhì)含氧混合燃料用在康明斯公司的柴油機(jī)上,,不用任何后處理系統(tǒng),,于2008年7月順利通過了國四標(biāo)準(zhǔn)正式檢測,,并且申請(qǐng)了國家發(fā)明專利,。
但為什么還要在其中添加DMC等其他燃料呢,?與汽油車相比,柴油車排放了更多的顆粒物,。生物柴油由于具有含氧,、低芳烴,、高十六烷值和低硫等特點(diǎn),,產(chǎn)生的顆粒物比傳統(tǒng)柴油少。但如果要求大幅度降低顆粒物排放,,就必須提高燃料的含氧量,,這單靠生物柴油是不夠的的,所以有必要添加含氧量高的成分,。“最理想的是DMC,因?yàn)樗暮趿亢褪橹刀榷几哂谝掖?,但如果考慮到資源供應(yīng)現(xiàn)狀,,乙醇也是可以的,。”王建昕教授說,。
發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)減排
但是高含氧量是把雙刃劍,,生物柴油在降低顆粒物排放的同時(shí),有可能使氮氧化物(NOx)升高10%—20%,,其升高幅度隨著生物柴油采用的原料不同而有所區(qū)別?;旌虾蟮纳锊裼椭?,加入了高含氧成分,NOx產(chǎn)生的幾率也就更高了,。
在本次論壇上,環(huán)境保護(hù)部大氣與噪聲污染防治處副處長任紅巖透露,,現(xiàn)行的空氣指標(biāo)評(píng)測體系將有變動(dòng),其中NOx有可能成為繼二氧化硫之后的二號(hào)污染物,。所以大量NOx的生成直接影響到“國四標(biāo)準(zhǔn)”的實(shí)現(xiàn),也會(huì)讓新設(shè)計(jì)的燃料方案的減排價(jià)值大打折扣,,從而付出高昂的環(huán)保代價(jià),。
對(duì)此王建昕教授并不擔(dān)心,,“其實(shí)這個(gè)問題解決起來不是很困難,,我們有信心在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)整個(gè)減排過程,而且保證采用的技術(shù)是最經(jīng)濟(jì)的,。”因?yàn)檫@種基于生物柴油的混合燃料不同于普通柴油,,在大量使用廢氣再循環(huán)技術(shù)降低NOx時(shí),顆粒物不會(huì)明顯增加,,所以可以不用任何后處理技術(shù)使排放物達(dá)到“國四標(biāo)準(zhǔn)”,,是一條比較經(jīng)濟(jì)的柴油車排放控制技術(shù)路線。
原料多元化增強(qiáng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力
值得注意的是新方案中35%的柴油,,以明確的比例將傳統(tǒng)柴油和生物柴油放在了一起,。王建昕解釋說這主要是考慮到傳統(tǒng)柴油相對(duì)容易獲得,,而且可以縮小生物柴油與傳統(tǒng)柴油的熱值差,降低生物柴油的粘度,。
意義不止于此,,傳統(tǒng)柴油的加入將會(huì)更好地促進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。在生物柴油產(chǎn)業(yè)化過程中,,價(jià)格變動(dòng)一直是一個(gè)敏感的因素,。
隨著國際油價(jià)的攀升,生物柴油以其價(jià)格和環(huán)保優(yōu)勢獲得了社會(huì)的親睞,。除了三大石油公司之外,,民營企業(yè)和外資公司也紛紛加入生物柴油生產(chǎn)的行列。但這種局勢在去年下半年發(fā)生了扭轉(zhuǎn),,國際油價(jià)每桶從147美元跌至40美元,,國內(nèi)柴油供應(yīng)緊張的局面立即得到緩解,生物柴油因成本降不下去,,導(dǎo)致銷路出現(xiàn)問題,。“兩頭夾擊,讓企業(yè)出現(xiàn)負(fù)利潤,,只能停產(chǎn)等待機(jī)會(huì),,”泉州一家生物柴油企業(yè)的老總稱,2008年的地溝油,、廢渣油等原材料價(jià)格一路上揚(yáng),,從2004年的2600元/噸,上漲到2008年高峰時(shí)的5500元/噸,,“原材料成本已接近成品柴油價(jià),,即使用工成本不算,銷售利潤也淪為負(fù)數(shù),,不少企業(yè)因此出現(xiàn)停產(chǎn)甚至倒閉”,。目前形勢雖有所好轉(zhuǎn),但這種價(jià)格存在變動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn),。
但如果加入了傳統(tǒng)柴油,就能讓生物柴油擁有一個(gè)應(yīng)對(duì)國際油價(jià)漲跌的空間,,可以隨著國際油價(jià)的變化浮動(dòng)價(jià)格,,這在一定程度上增強(qiáng)生物柴油在價(jià)格上的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。同時(shí),,加入35%的傳統(tǒng)柴油也可以增加生物柴油的總供應(yīng)量,,擴(kuò)大其使用范圍,這對(duì)于生物柴油產(chǎn)業(yè)化的順利實(shí)現(xiàn)無疑是有益的,。(生物谷Bioon.com)