汽车行业：污染客观存在 减排才是关键

　　国泰君安 张欣

　　在国际油价逼近100美元/桶，机动车尾气正日渐威胁人类生存环境，全球各国政府纷纷使出重拳，中国政府着力推进“节能减排”新政，明确提出建设“环境友好型社会”的关键时刻。未来不断趋严的汽车尾气排放标准将会对汽车业产生怎样的影响？汽车业又该采取何种对策？是否还有其他的选择？本文对此进行了深入的分析，结论是：在目前传统矿物燃料为主的时代，汽车尾气排放污染客观存在，人们或可通过减少车辆的使用频率以减少排放污染，或通过进一步改进汽车技术以减少排放污染。而未来伴随着可再生能源，特别是氢燃料汽车和纯电动汽车(包括利用太阳能、风能)的发展，汽车所排放的尾气也将更加环保，甚至实现“零排放”。

　　投资要点：

　　在目前传统矿物燃料为主的时代，由于中国目前机动车保有量基数较低，未来仍将会有较大的发展，其幅度每年可达15-20%，如此一来，最终的汽车尾气排放总量仍将呈现增加的态势。因此汽车尾气污染不可避免，未来“节能减排”工作的重心和关键所在是控制和减少单车排放。而伴随着汽车尾气排放控制标准的日趋严格，势必将增加汽车(发动机)的制造成本和使用成本。未来人们或可通过减少车辆的使用频率以减少排放污染，或通过进一步改进汽车技术以减少排放污染。而伴随着可再生

能源，特别是氢燃料汽车和纯电动汽车(包括利用太阳能、风能)的发展，汽车所排放的尾气也将更加环保，甚至实现“零排放”。

　　汽车尾气排放是指从汽车发动机中排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和碳颗粒(PM)等有害气体和物质，这主要是目前的汽车以汽油或柴油等传统的矿物燃料作为主要能源所致。CO是燃料燃烧不完全的中间产物，当汽车发动机燃油混合气浓度过大及混合气不均匀时都会使汽车尾气中的CO增加；HC则是由于发动机燃油混合物不均匀或燃烧室缸壁较冷等原因所造成部分燃料还未能燃烧就被排放出去的可燃物质；PM也是燃油燃烧时缺氧所产生的一种物质，且以柴油机更为明显，而这又与柴油的组成成分密切相关。

　　目前，全世界的汽车保有量已超过6亿辆，预计到2010年，这一数量将增到10亿辆。而据国家有关部门统计，截至2007年上半年中国的汽车、

摩托车等机动车保有量已经达到1.5亿辆，并在以每天上万辆的速度递增。而据环境保护部门监测，目前在受监控的城市中有2/3超过了国家环境空气质量2级的标准，有1/5的城市超过了国家环境空气质量3级的标准。城市道路中心85%的CO、75%的NOx和50%的HC都来自机动车尾气，正是这些气体成为了城市大气污染的罪魁祸首！

　　据医疗保健部门的统计，机动车尾气中的CO、PM等污染物在阳光照射下形成光化学烟雾，容易引发呼吸道炎症、慢性支气管炎、肺气肿等疾病；并造成酸雨、雾霾等自然气象甚至灾害。目前全国有2/3的人口生活在可能空气质量超标的城市中。

　　需要指出的是，由于汽车尾气排放的控制标准日趋严格，因此势必将增加汽车(发动机)的制造成本和使用成本。而在排放量的控制方面，虽然诸如欧Ⅳ标准较之欧Ⅲ标准提高了近50%，即便是欧Ⅲ标准也较欧Ⅱ标准严格了近40%，但那是针对单车排放而言的。由于中国目前机动车保有量基数较低，未来仍将会有较大的发展，其幅度每年可达15-20%，如此一来，最终的汽车尾气排放总量仍将呈现增加的态势。

　　因此汽车尾气污染不可避免，未来“节能减排”工作的重心和关键所在是控制和减少单车排放。而且中国目前对于环保型车用发动机相关关键技术也缺乏掌控，因此国家强化对汽车尾气排放的控制力度，也将导致制造业成本的增加，特别是对低端车型制造企业的压力将更为明显。此外伴随着环保型燃油的不断推出，其价格水平也会明显高于一般质地的燃油，这又会加大汽车使用者的负担。

　　在人类文明进步步入汽车时代的今天，面对日益严重恶化的汽车尾气排放污染问题，我们既不能听之任之，也不能因噎废食。为此，全球各国政府纷纷使出重拳，制定了更为严格的排放标准，力争将其危害程度降到最低。中国政府对此也明确提出了建设“环境友好型社会”的目标，并且主要借鉴了欧洲的汽车排放标准，目前已经全面实施国-Ⅱ(相当于欧Ⅱ)排放标准，即将推行国-Ⅲ(相当于欧Ⅲ)排放标准。

　　欧洲汽车排放标准是由欧洲经济委员会(ECE)的排放法规和原欧共体(EEC)/现欧盟(EU)的排放指令共同组成，其中排放法规由ECE参与国自愿认可，而排放指令则在参与国强制实施，内容包括新开发汽车的型式认证试验和现生产汽车的生产已执行检查验证，从欧Ⅲ排放标准开始有增加了在用汽车的生产一致性检查。欧洲汽车排放标准自1992年开始实施欧Ⅰ排放标准，到2005年已正式实施欧Ⅳ排放标准，2008年即将实施欧Ⅴ排放标准。

　　汽油是一种易燃的液体，主要由各族烃类组成，组分相对简单，碳含量4-12之间(C4-C12)；而柴油则是一种不易燃的液体，含有烷烃、环烷烃和烯烃等多种成分，组分远比汽油复杂，碳含量15-18之间(C15-C18)，高于汽油。

　　由于构成燃料的组分不同，因此就目前所大量使用的汽油机和柴油机而言，从控制排放的角度看，汽油机的尾气排放量相对来说比较容易，通过采取尾气处理的方法汽油机就可达到“国-Ⅲ”排放标准，若再采取缸内汽油直接喷射、可变进气系统(VVT)和多气门结构等技术，则汽油机完全可以达到欧Ⅳ甚至欧Ⅴ的排放标准水平。

　　对于柴油机而言则难度要稍大些。尽管柴油机的热效率要高出汽油机20%-30%，与汽油车相比，柴油车既节油，CO2排放量又少，但是柴油车所排出的NOx却要高出汽油车3-4倍以上，而PM的排放更是柴油车独有的排气污染物问题。因此即便是在提倡使用柴油车的日本，也对于因交通密集造成的“大都市型环境问题”，进行“封闭化处理”，特别是对于柴油汽车排出的悬浮颗粒进行严格限制。但是通过采用均质压燃着火(HCCI)燃烧方式、电控共轨燃油喷射系统、可变进气门系统、多气门结构、电控增压系统和电控废气再循环(EGR)系统等技术后，也能有效解决柴油机的高NOx排放和冒黑烟等问题，从而达到“国-Ⅲ”甚至欧Ⅳ的排放标准水平。

　　由于在汽车尾气排放的各项物质中，CO、HC、NOx以及PM等之间存在相互牵制的效用，仅仅降低某一项指标可能会导致其它指标的提高，因此需以综合的眼光来寻求排放总量的“最低”，这也是为什么不同阶段的排放标准其相关指标有升有降的根本原因。

　　此外，从目前国际上降低汽车尾气排放的技术途径来看，在达到欧Ⅳ排放标准后，一般不再从发动机本身结构等方面采取措施，而通常采用排气后处理的方式来降低污染物的排放量，这主要是从经济性的角度权衡后所采取的举措。

　　采用排气后处理的方法是降低汽车排放使其达到超低排放的一种性价比最高、成本最低的方法之一。因此欧洲国家在由欧Ⅳ向欧Ⅴ发展的过程中，更倾向于采用排气后处理的方法来满足更为严格的排放标准。对于中国汽车业来说不失为可借鉴的方法。

　　控制和减少汽车尾气排放的另外一个方法就是发展代用燃料。所谓汽车代用燃料(Alternative Fuel)是指除目前广泛使用的汽油和柴油之外的所有车用燃料，包括：天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、醚类、生物质柴油、氢燃料、燃料电池等等。

　　但是发展汽车代用燃料也需要注意污染的转移问题和其它的环保问题。比如采用甲醇，甲醇来自煤炭或天然气，但是高剂量的甲醇与人接触或被人所吸入会引起中毒，严重的甚至导致死亡，因此使用中需严格按规程办理，防止误饮，同时减少甲醇暴露，减少人体吸入和皮肤接触。其次用甲醇制造的甲基叔丁基醚MTBE(methyl tertiary-butyl ether)是一种含养燃料，可与汽油混合以提高汽油的辛烷值，是替代铅的汽油抗爆剂。但是研究也发现，MTBE会造成环境污染，并且具有致癌作用，因此目前其使用呈下降趋势。

　　再比如，生物质柴油或乙醇汽油，由于乙醇主要来自玉米、大麦和小麦等粮食作物，也可以来自树木等纤维植物。不过这几年从全球角度看，发展乙醇汽油已经导致粮食价格飞涨和森林植被的大面积砍伐，不但与民争食还造成环境破坏，因此其前景似乎并不容乐观。而生物质柴油以大豆和油菜籽作为原料，虽然还可以利用废弃食用油作为原料，但是生物质柴油因黏度高、雾化性能差、发动机低温起动性差等缺点而制约了其应用前景。

　　对于纯电动汽车而言，其最大的优点在于使用中没有任何排放，但是目前最致命的缺点是受制于电池技术的发展，一方面充电时间较长，另一方面一次充电的行驶里程偏短，同时需要象建

加油站那样建设相当一批充电站，因此目前同样无法实现商业化量产。不过虽然目前纯电动汽车的电池是制约大量推广应用的关键因素，但是我们还是可以乐观地相信，伴随着高能量大功率型锂离子电池技术的不断进步和成本的持续降低，纯电动汽车商业化应用前景光明。

　　因此二十一世纪汽车能源必须兼顾排放、节能和动力性三个方面。

　　最后需要特别指出的是，以上汽车尾气排放的控制都是基于燃油供应企业能够提供合乎相关标准的油品这一前提之上的。然而在目前中国要提高汽车尾气排放标准，保护生态环境，除了汽车厂家本身技术方面的提升和改进外，提高排放标准面临的最大挑战是油品。如果不能从根本上提高油品质量，即使有了欧Ⅲ标准的汽车，排放一样不能达标。

　　相关研究表明，燃油成分不仅直接影响尾气中污染物的排放量，某些成分还会导致发动机系统腐蚀和磨损，使排气后处理系统的效率降低或失效。因此，国际上通常遵循“车到油先到”的原则，即在实施更严格的汽车排放标准前，提前发布和实施相应的燃油质量标准。但在我国，与近几年汽车排放标准严格控制相比，燃油标准提高的步子相对较慢。

　　提高排放标准，恐怕不光是汽车本身的问题，燃油是重要因素。如果中国的油品质量得不到彻底的提升，那么汽车排放尾气超标的问题就很难得到解决。

　　目前我国汽油含硫量的国家标准是800毫克/M3，与国际先进水平相比差距不小。而根据我国石化企业的现有设备，使含硫量降低到150毫克/M3是完全可能的。含硫量降低后，可以有效保持三元催化转化器的净化效果，也能让我们的汽车更加环保。因此，若想实现汽车的节能降耗和清洁排放，不仅需要汽车制造企业在整车设计和制造上体现环保的理念，更需要燃油供应企业不断提升燃油的品质，只有燃油的品质与汽车的设计制造同步协调，才能发挥最佳的环保性能，否则不但增加汽车的制造成本和使用成本，而且会使“节能减排”流于形式。为此需要政府出面，协调燃油生产商与汽车制造商之间的互动配套，共同实现“节能减排”的宏伟目标。

　　结论：通过以上分析可以得知，在目前传统矿物燃料为主的时代，由于中国目前机动车保有量基数较低，未来仍将会有较大的发展，其幅度每年可达15-20%，如此一来，最终的汽车尾气排放总量仍将呈现增加的态势。因此汽车尾气污染不可避免，未来“节能减排”工作的重心和关键所在是控制和减少单车排放。而伴随着汽车尾气排放控制标准的日趋严格，势必将增加汽车(发动机)的制造成本和使用成本。未来人们或可通过减少车辆的使用频率以减少排放污染，或通过进一步改进汽车技术以减少排放污染。而伴随着可再生能源，特别是氢燃料汽车和纯电动汽车(包括利用太阳能、风能)的发展，汽车所排放的尾气也将更加环保，甚至实现“零排放”。

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