「特别报道」柴油车尾气治理政策措施探讨
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吴东风
中国汽车维修行业协会副会长，吉林省汽车维修行业协会副会长兼秘书长。曾获中国公路学会全国百名优秀工程师荣誉。从事道路运输管理工作32 年，参与编写G B / T16739-2014、JT/T 198-2016 等国家技术标准及吉林省地方技术标准16 个，参与编写出版《珍爱生命》《汽车驾驶员培训教材》《汽车修理工教程》《汽车运输节能教程》等书籍。
柴油车尾气治理政策措施探讨
从2011至2015年，全国机动车氮氧化物排放占比由26%上升到31%，其中柴油货车的排放分担率过半。以2016年为例，全国柴油车(其中货车约占85%)总数为1 878万辆，仅占机动车保有量的6.4%，但其氮氧化物排放量为367.3万吨，占比高达63.6%，柴油车排放的颗粒物更是占到机动车排放的99%以上。按照相关部委要求，自2018年1月1日起，所有制造、进口、销售和注册登记的轻型柴油车，须符合国五排放标准。此前，重型柴油车已于2017年7月1日完成切换，这就意味着自今年开始，全国范围内所有销售的柴油车均为国五排放标准，“蓝天保卫战”全面展开。在此笔者就如何开展柴油车尾气治理问题进行探讨，以期抛砖引玉。
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柴油货车排放超标原因及后处理技术要求
1.机动车的颗粒物和氮氧化物排放
国Ⅲ及以上柴油车，成为机动车颗粒物和氮氧化物排放的主要来源。相比2015年，2016年全国国Ⅲ及以下阶段汽车保有量成明显下降趋势，特别是国Ⅲ阶段保有量削减27%，这表明全国高排放老旧车淘汰治理效果明显。但同样也能看出，2017年底，全国基本淘汰黄标车之后，国Ⅲ及以上，特别是柴油车，将成为机动车颗粒物和氮氧化物排放的主要来源，急需长期、常态化的控制措施(图1)。各类型汽车颗粒物及氮氧化物排放量分担情况如图2所示。
图1 不同机动车排放物标准车辆保有量示意图
图2 各类型汽车颗粒物及氮氧化物排放量分担情况
2.排放超标原因简析
新车注册登记环节把关不严，存在国Ⅰ、国Ⅱ车辆冒充国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ车辆流入使用环节的问题。这是柴油货车排放超标根源，加剧了排放超标程度和达标治理的通用性柴油车污染控制装置产品难度。再就是燃油本身质量问题，务必加大小炼油厂的关停转措施力度。
3.柴油车尾气污染物排放后处理装置技术要求
尾气科学治理首要条件是满足《机动车维修业开业条件》(GB/T 16739-2014)的设备条件要求，同时具备满足重型柴油车治理所需的专用设备，能够实施国家标准《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》(GB 3847-2005)规定的柴油车排放检测方法，即自由加速试验和加载减速试验(LUG-DOWN)，以及重型柴油车尾气科学治理信息化管理科学手段。
自由加速试验可采用不透光烟度法和滤纸法，对应的检测设备是不透光烟度计和滤纸式烟度计。《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度限值及测量方法(征求意见稿)》(GB3847-20XX)在加载减速试验(LUG-DOWN)中增加了氮氧化物的检测；加载减速试验(LUG-DOWN)使用的检测设备是柴油车工况法污染物排放检测系统。
检测、诊断是尾气科学治理的可视化重要环节，精准检测、准确诊断、科学维修直接关系到保持治理长期完整合规的闭环一体化有效性的管理。根据柴油车排放污染物治理的需要，在用重型柴油车需要加装污染控制装置。2017年10月1日，中国环境保护产业协会标准《柴油车排气后处理装置技术要求》(T/CAEPI12－2017)实施，对DPF、SCR等柴油车污染控制装置提出具体要求。
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现有成熟柴油机尾气污染物排放治理技术概述
根据柴油车排放污染物的需要，污染控制装置可以分别或集中控制颗粒物和氮氧化物，技术上较为成熟可靠的有以下几种具体产品。
1.柴油颗粒捕集器
柴油颗粒捕集器diesel particulate filter (DPF)产品主要分为主动、被主动结合、被动等三种技术路线。三种技术路线差别主要体现在：①相对于被动再生，主动和被动主动技术在结构上多了一个主动再生装置，通常是一个燃烧器；②应用对象不同，主动和被动主动技术基本可以覆盖全车型，而被动再生的选择会受到车辆运行工况的影响。
典型DPF产品结构图如图3所示。选用DOC+CDPF催化消声器方案(图4)，通过DOC催化氧化反应来降低排气中CO、THC和SOF等污染物的排放量，同时DOC将NO转化成NO2，使NO2在适当温度条件下与CDPF中PM产生化学反应(连续被动再生，降低了PM的累积量)。当达到主动再生的条件后，控制喷油装置在DOC前喷油/燃烧，提升排气温度，使CDPF中碳颗粒燃烧(主动再生)，最终达到净化尾气的目的。
图3 典型DPF产品结构图
图4 DOC+CDPF催化消声器方案
某污染控制装置生产厂的产品型号及参数如表1所示。DPF适应柴油机排量为3~13L，基本覆盖所有的柴油货车。
表1 某污染控制装置生产厂的产品型号及参数
2.选择性催化还原装置
选择性催化还原装置 (selective c ataly tic reductiondevice SCR)系统目前采用的还原剂是尿素。尿素加水后在较高的温度下分解成氨气(NH3)和二氧化碳(CO2)，氨气和柴油车排放的氮氧化物(NOx)在SCR催化剂作用下发生化学反应，生成氮气(N2)和水(H2O)，SCR装置适应发动机排量为3~13L。SCR后处理系统主要部件及在排气管路上的安装如图5所示。
图5 SCR后处理系统主要部件及在排气管路上的安装示意图
3.DPF+SCR
同时降低颗粒物和氮氧化物排放的组合治理技术DPF+SCR也逐渐成熟，并已经在国V国Ⅵ新重型柴油车上得到应用，适应发动机排量为3~13L。
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重型柴油车尾气治理诊断、维修常用设备
尾气检测治理应具备的主要通用设备(表2)。承担重型柴油车维修的企业按照GB/T 6739.1-2014和GB/T 18344-2016规定必须配备不透光烟度计，在进厂检验和竣工检验时必须有尾气排放检验指标，不合格不能签发出厂合格证。但是，GB/ T6739.1-2014和GB/T 18344-2016仅限于静态检验，即自由加速检验方法。
表2 检测、诊断、维修治理专用设备
只有采取与所在辖区大气污染防治主管部门规定的柴油车尾气污染物排放检验相一致的方法，才能够在同一个平台上对治理结果进行有效评价，验证经过治理的车辆是否达标。因此，机动车维修企业应与辖区环保尾气检测机构应用相同的检验方法及设备，执行相同的检验方法和评价标准，这样才会减少矛盾冲突，同时也会使检验结果的互认工作便于实施，在尾气治理完毕后车辆不必再回检测站重复检测车辆，进而减轻车主负担，也是政府便民措施的体现。
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建立闭环治理检测监管体系是整体工作成败的关键
1.建立柴油车尾气检测监管系统的必要性
针对监管难、车主反感、“狸猫换太子”等棘手问题，务必建立监管的长效机制，实现长治久安。
一是要建立尾气治理产品认证体系，对经过认证的产品实施等级注册制度，每个产品有唯一的识别条码，切不可串改或更换。建立尾气治理产品安装存档数据库，装一台确认登记一台，车主确认并告之拆装；二是要建立安装后的监控保障系统，通过车载0BD实现数据的适时监控，一旦排放控制失效立即报警变更上传监控平台，保证正常的使用；三是要通过监管平台针对未上线的自动建立存档机制，监管工作人员打电话与车主核实。若尾气治理产品损坏，则必须实施修理或更换，尾气治理产品的拆卸，需由车主自行安装，凡拆装而不服从管理的，大气污染防治监管部门可延迟或不给予通过审验。
监管平台应实现车辆的碳氢化合物、氮氧化合物和颗粒物排放的监管，有效避免超标车辆的行驶，让主机厂技术部门与政府部门共同完成柴油车尾气污染物排放治理，通过车载监控系统一旦分析排放超标，即可实现降速、降动力行驶。实现对国IV，国V车辆尾气排放的把控，让超标车辆无路可走。整个工作应该符合国家环保政策，满足各地方加强控制机动车排污的需要，实现建设条件具备、经济效益良好、社会效益明显，项目建设是必要的也是可行的。各地应加快“汽车维修健康档案”管理系统的建设，并与大气污染防治、公安交警实现互联互通，各相关职能部门能够更方便快捷地处理相关问题。尾气污染物排放监管应该明确主管部门、治理技术及企业主管部门和路面执法监控处罚主体，应本着最大限度节约人力物力，充分利用已有监控平台进行扩展，尽可能避免重复开发和重复建设，其最终目的是提高执法监管能力和管理信息化水平，可以更好地履行车辆检测管理、环境标识管理要求，为建立整个机动车I/M制度打好基础。
2.建立可控的闭环监管系统
应充分汲取多年、多地全国范围内机动车尾气治理工作的经验教训，最重要的就是必须建立一个无缝隙衔接的闭环监控管理系统，不能单纯依靠人来控制合格与否，更不可由人来调配资源，必须充分发挥市场配置资源的作用，全程利用北斗卫星监控系统和计算机控制系统来完成尾气检测、数据分析，尾气治理及验收，车辆适时监控系统等全程实施可追溯监督管控。在机动车尾气检测机构实施检测时，为确保检验数据真实可靠，防止人为“放水”，务必实现从车辆检测到车辆进厂维修，从车辆维修进厂到维修竣工，从竣工检验到车辆上路运行的无缝闭环网络化管理。
第一步：车辆尾气检验不合格，其检验不合格数据立即形成一个不能修改的二维码，保存在监控系统之中，并自动上传相关车辆信息(分权限)，包括车辆基本信息(即车辆唯一性信息)，同时自动上传车辆尾气检验数据信息在网络平台上保持到其完成尾气治理且合格为止。其点要是全面公开这些数据，而且交通运输部主管部门可以调取、具备道路运输车辆维修资质的机动车维修企业及维护企业亦能够调取其检验机构数据，道路运输经营者(包括驾驶员)也能调取自己车辆实际检验结果数据(分权限调取)。
第二步：由尾气检验不合格车辆自主寻找具备车辆尾气治理的机动车维修企业，这些企业名录直接在道路运输管理机构运政信息系统中调取，应该是完全公开的。
第三步：尾气检验不合格车辆到达尾气治理企业实施治理，由承修企业在网络平台输入车牌号扫描尾气检测监控系统的二维码，调取数据。承修企业依据检验结果进行分析后确定治理方案，并将治理方案交与车主商讨，经车主同意后签署尾气治理合同。合同内容上传公开(以备后查)承修企业依据合同进行维修后检测合格数据自动上传，检测机构方能进行2次审验(数据转换由网络平台自动完成)。
第四步：选择治理技术或产品，治理的产品要符合即将执行GB3847增加氮氧化物排放值的新标准。治理方法可分为：①加装颗粒捕捉器(由于车主负担过重希望政府50%补贴15 000元人民币)；②加装SCR双降系统(由于车主负担过重希望政府50%补贴30 000元人民币)；③清理积炭修复发动机(更换4配套)；④使用各类成熟可靠节能减排添加剂及加装节能减排器具。上述技术或产品均有生产厂家提供可追溯的二维码，通过扫描并上传尾气治理监管平台，形成一个唯一产品二维码，以便于后续溯原。其中，所有尾气治理产品都有出厂合格认证标识及二维码，生产企业为每个产品打上唯一的二维码，杜绝产品调换、虚假安装等问题，在源头检查或路检路查时扫描二维码验证其尾气检测及治理信息。维修后的车辆进入遥感监测平台重点监管发现问题，由承修企业负责找回并处理，这点作为承修企业退出机制的条件之一。
第五步：对治理完毕的车辆实施竣工检验，竣工检验结果数据形成一个二维码上传尾气治理监控系统，经过确认后出厂。
对在非尾气检验机构(承修企业尾气治理站点)检验不合格车辆车主拒绝维修的，要将其牌照号上传遥感监控系统，作为重点监控对象，通过交通网络监控系统及遥感检验系统重点跟踪。发现问题车辆，在规定期限内没有到尾气治理企业实施治理，对其实施行政处罚的同时，通知其进厂治理。
对尾气治理企业，严格其进厂尾气治理产品登记制度和信息上传，并形成尾气治理产品比对(通过遥感监测该产品时效认证来实现)，对弄虚作假的严格处罚，并吊销其维修资质。
如果可能，对重型柴油车利用北斗卫星监控系统和CAN总线，装载车辆适时监测系统，对车辆尾气排放实施动态监控，配合尾气遥感监控装置实现动态监管。
3.导入I/M制度运行机制
I/M制度是英语Inspection Maintenance Program的缩写，机动车环保检测与维护站(I/M站)推广应该采取市场配置资源的原则，充分发挥市场机制作用，在强化政府监管的前提下，让有志之士加入这个行业。通过对全国在用机动车实施严格的环保检测与维护制度即I/M制度，是根治目前日益严重雾霾的有效途径，通过对在用机动车的环保检测确定其尾气排放污染严重的原因，然后有针对性地采取维护措施，从污染物的生成条件上减少污染排放，同时使用车载尾气净化装置最大限度地发挥自身的尾气排放净化潜力。
严格实施I/M制度有三个阶段治理目标：第一阶段：在用机动车实际排放在现有水平上降低80%；第二阶段：在用机动车实际排放在现有水平上降低90%；第三阶段：在用机动车不再是尾气污染的制造者，而是空气污染的净化者，每一辆汽车都将实现净化空气的功能，二氧化硫、氮氧化物排放量要分别下降3％，重点地区细颗粒物(PM2.5)浓度明显下降。
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结论
交通运输主管部门与辖区大气污染防治管理部门和公安交警部门可以逐步建立柴油车尾气信息联动监管平台或数据中心，提高测量尾气环保信息化管理质量和水平，增加与辖区大气污染防治部门和公安交警部门的沟通，协调动作、强化执法力度和监管查处效率，更好地为区域性机动车尾气治理服务，打好蓝天保卫战。
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