贺泓：强化柴油车尾气净化 科技支撑打赢蓝天保卫战

　　新浪财经讯 由中国商务部、科技部、工信部、国家发改委、农业农村部、国家知识产权局、中国科学院、中国工程院等国家部委和深圳市人民政府共同举办的“第二十一届中国国际高新技术成果交易会”于2019年11月13日-17日在中国深圳举行。中国工程院院士贺泓出席开幕论坛并演讲。

　　以下为演讲实录：

　　尊敬的各位来宾，大家上午好！我今天想和大家讨论的是如何强化我们对柴油车尾气的净化，科技支撑打赢蓝天保卫战。

　　我们知道在世界各国机动车的污染都是城市大气复合污染成因的一个主要原因，在我们国家也是如此。比如2017年北京PM2.5本地来源中，机动车占比将近一半，现在已经达到了一半。在这里面重中之重又是柴油车，在中国不发展柴油轿车，所以大部分都是重型的柴油车，柴油车排放的氮氧化物和颗粒物占比在机动车排放中占了大部分，是非常重要的污染成因。

　　柴油车污染控制技术是一个系统工程，首先要保证合格的燃油以及优良的发动机。在此基础上要启动后处理系统，后处理系统是提高排放标准的重要途径。机内净化加上废气再循环可以有效降低排放，比如废气再循环可以降低氮氧化物，但是会增加燃料消耗的增加，所以废气再循环的比例不宜太高。后处理系统主要有这几个技术，氧化技术主要是消除柴油尾气中为数不多的碳氢和一氧化碳以及一部分可燃烧的颗粒物，是比较成熟的技术。我今天介绍的是柴油车颗粒捕集器技术（DPF）和氮氧化物选择性催化还原技术（SCR）这两个技术。颗粒物的过滤是物理的方式过滤，通过陶瓷过滤器可以有效地拦截碳颗粒，并且通过主动或被动再生使过滤器得到再生，这是它的工作原理。氨选择性催化还原技术（SCR）的原理很简单，就是用氨作为还原剂，把氮氧化物还原成氮气。另外一个技术是氮氧化物储存还原技术（NSR），这个技术主要应用于柴油轿车。

　　下面我介绍一下中国所做的柴油车尾气净化系统的研发，以及能够使得柴油车尾气排放达到国IV、国V的情况。我们国家的标准跟欧洲的标准是类似的，我们快速追赶发达国家的脚步。在这方面，我们在国I、国II、国III都是通过燃油和机内净化能够实现国I到国III的排放标准。但是到了国IV、国V之后就必须要加后处理技术，这时候我们有两个技术选择，一个是SCR技术路线，一个是DPF技术路线，我们选择了SCR技术路线，考虑到燃油含硫的情况以及实际的道路情况，我们选择的是SCR技术路线。我们现在研发的满足国VI标准的技术，就是把这两个技术融合起来，就是DPF+SCR两个技术的融合，相当于欧VI的标准。

　　柴油机首先要在机内净化上做文章，机内净化有很多的措施，比如提高喷射的压力、提高燃烧的压力，以及调整点火嘴等都可以有效降低颗粒物或氮氧化物，但这是一个翘翘板的关系，降低这个就会导致另一个的上升。所以我们给中国选择的技术路线是让机内颗粒物燃烧达标，机外用SCR的技术使氮氧化物达标。这样一来后处理系统的核心就是SCR催化转化器，当然需要尿素的供给系统，从尿素分解得到氨，以及发动机排放控制系统要进行配合。

　　我们所开发的催化剂首先在工业上已经成功应用，但应用到柴油车上必须大幅提高低温活性，这个目前已经做到了。这是整套SCR系统在满足国IV、国V达标的情况，不仅仅是依赖于催化剂，也依赖于控制策略的配合。所以这套系统在国IV达标的时候，在国V的时候可以使同样的系统满足国V标准。我们现在研究国VI标准。这套系统已经大规模应用，装机已经超过100万辆，都是重型卡车，在出厂的时候是非常好的性能，但是在实际道路中使用还是有一些问题，比如系统失效、人为屏蔽等。我们有一个车载诊断系统OBD，但是经常发现OBD有被人为屏蔽的现象。这是我们调整机内净化降低颗粒物的时候已经把氮氧化物提高，指望后处理系统把它降下来，但这还是一个比较严重的现象。所以我们提出监管的问题，这跟技术研发是另外一回事，这主要是向管理要效果。

　　我们提出的策略是开展在线监控，对国IV、国V有OBD，但是没有在线监控的，我们假装一个装置，采集它的实际排放数据以及车上其他的信息，比如尿素的液位、位置信息等，把这些信息发送到我们的平台上，就可以时时监控车辆的排放情况。这个技术已经非常成熟，已经在京津冀“2+26”城市做了很多试点工作，在深圳我们也准备推这个技术。

　　我再简要汇报一下我们现在正在做的工作，柴油车后处理系统达到国VI标准的研究工作。在柴油车连续6次加严排放标准的基础上，从国V到国VI，我们吸取以前的教训，我们特别在测试工况里面加了低温的测试工况，因为很多车在城市运行的速度排温是比较低的，因为速度比较低，另外加了实车耐久行驶里程监控。我们提出的技术路线是融合的技术路线，就是把机内净化EGR、DPF、SCR等技术融合起来。在达到国VI的时候，我们的策略是比较激进的，以前不喷尿素的工况我们也要喷，所以难免会造成氨的泄露，氨的泄露用氨的选择性氧化催化剂把它氧化成氮气。当然我们还提出更激进的路线，比如高效SCR的技术路线，可以省掉EGR，这样可以大大提升经济性。针对为数不多的新型柴油车也提出了SCRF，就是结构经凑，SCR跟DPF融合的技术路线。当然我们主要满足国家需求还是技术路线一融合的技术。

　　这时候就对催化剂带来很大的挑战，当DPF再生的时候，必然会对后面的SCR催化剂带来热的冲击，这时候我们必须要开发新型的催化剂，我们已经研发成功了，建设了大尺寸催化剂载体、DPF生产线，这个企业已经成功上市，叫奥福环保，是全球第三家可以生产大尺寸催化剂载体的企业，另外两家是美国和日本的公司。还有我们开发的铜基小孔分子筛催化剂，它能够耐很高的温度，而且大大降低了成本，这从实验室克级的合成，现在已经到了吨级，我们建成了年产200吨的产能，可以满足国家的实际需要。而且我们在研究催化剂的过程中总结出一个规律就是类择型设计，它的核心就是要设计出来这样一个孔道，可以保证反应物可以进去，而毒物在外面，实现了整个体系的高效和稳定。而且我们通过这样的设计原则设计出来的新型比如Cu-SSZ-39，这是一个新型的，我们拥有自主知识产权的催化剂，它对氮氧化物的净化效率非常好，比现在国际上Cu--SSZ-13的热稳定性性能还要好，而且没有任何知识产权的壁垒。

　　最后我作一点展望。以前我们做国IV、国V后处理系统的时候，基本上后处理系统是独立的，我们只要接受柴油发动机的信号就可以控制后处理系统的工作。到了国VI标准大幅度提升，难度特别增加。现在后处理系统要求跟发动机融合为一体，我们不仅要接受发动机的指令，反过来也要控制发动机，这时候就大大增加了难度。我们必须要让发动机按照后处理系统的需求来工作才能满足我的需求，比如热管理，DPF再生以及SCR工作都需要发动机进行配合，这个工作还是有很大的挑战，发动机跟后处理系统融为一体，我们也在呼吁尽快启动国家清洁柴油机的研究，要和发动机的研发结合在一起。

　　我的报告就这么，谢谢大家！

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责任编辑：李昂