汽车排放标准升级带动后处理市场的激励竞争
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【摘 要】 近期北京持续出现雾霾天气，其中治理汽车尾气成为人们议论的主要话题。汽车排放标准的升级在优化空气的同时也将带来一系列的连锁经济效益。本文主要分析了此类经济效益的市场及发展方向
【关键词】 排放标准；SCR；激烈竞争
一、 我国对不可再生能源的消耗及进口量居高不下
尽管我国的一次能源自给率保持在90%以上，但原油对外依存度较高，对此在2012年11月15日举行的首届中国国际石油贸易大会上，商务部副部长钟山表示，为应对能源挑战，中国将坚持“立足国内”的能源战略，并稳步推进与各国的能源合作，同时鼓励中国与海外油气领域的合作。据钟山介绍，我国一次能源生产总量居世界第一，2011年达到31.8亿吨标准煤，能源自给率保持在90%左右，其中非化石能源去年产量占到能源总产量的8.7%，其中水电装机规模、风电并网规模分别居全球第一和第二位。与之相反的，原油进口依存度却居高不下，商务部的数据显示，2011年中国原油表观消费量4.5亿吨，同年原油进口量超过2.5亿吨，约占全球原油贸易量的13.4%。据有关预测，2015年我国原油需求将进一步提升到5.4亿吨。其中汽车产业是我国能源消耗的大户，同时汽车的尾气排放也给我们的生活环境带来了严重的影响。所以节能减排提高汽车的排放标准称为当今社会讨论的焦点。
从汽车发展的历史来看，每一次汽车排放标准的颁布和实施，都会对汽车及相关零部件产业的升级起到很大的促进作用。同时也将推动汽车环保产业的重新洗牌。从目前我国汽车后处理产业，尤其是车用净化催化剂产业的发展来看，随着商用车柴油机国IV、国V，以及乘用车国IV乃至国V标准的实施，整个汽车环保产业又面临一次重新洗牌的机会。更是国内汽车环保企业，尤其是车用催化剂企业一次绝好的发展机会。
1.SCR 技术路线将成主流，油品成阻碍
SCR在节油、升级以及适应性等方面优势明显，但油品提高滞后将影响氮氧化物减排进度2008年北京奥运会前，一批柴油公交车已开始应用SCR（选择性催化还原）后处理系统，成为国内第一批达到国Ⅳ标准的柴油公交车。SCR催化剂优化发动机控制系统节油最高达8%，同时实现氮氧化物减排30%（国Ⅳ标准）～60%（国Ⅴ标准）。目前，已有超过7000辆此类公交车行驶在中国街头。据介绍，柴油机后处理行业从欧Ⅲ发展到欧Ⅳ，主要有两种基本体系。大体上，欧洲倾向于SCR（选择性催化还原）体系，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行选择性还原处理；美国和日本倾向于EGR（废气再循环）体系，即通过微粒捕集器或微粒催化转换器（DPF），针对燃烧产生的微粒进行处理。据了解，国内主流柴油机生产企业已经基本达成共识，SCR将是未来国内柴油机排放升级的主要技术方向。目前，康明斯、潍柴、玉柴等都采用了SCR技术。分析选择SCR的原因。第一，SCR系统能有效节省燃油消耗。据介绍，相对于国Ⅲ发动机，国Ⅳ发动机可节约燃油5%，SCR后处理系统因尿素消耗导致燃油经济性损失为4%～6%；到国Ⅴ阶段，SCR后处理系统尿素消耗折合为燃油经济性损失增加到5%～7%，但是发动机燃油消耗可进一步减少到6%。而EGR+DPF国Ⅳ发动机需多消耗2%的燃油；到国Ⅴ阶段，EGR技术路线的尾气后处理装置需要进行主动再生，燃油消耗将进一步增加，预计比国Ⅲ发动机增加7%。第二，SCR系统还具有升级潜力，能够在将来满足国Ⅴ标准的要求，而DPF升级潜力有限。第三，虽然SCR系统需要建设尿素站等基础设施，前期投资较大，但对油品含硫量的适应性较高；而采用DPF系统必须首先解决低硫柴油的问题。
燃油品质是让很多专家最为担心的问题。燃油品质提高了，机动车污染物排放量自然会相应下降。“国外是油品先行，国内则正好倒过来了。目前，全国正在推广国Ⅲ标准的油品，汽油含硫量为150ppm、柴油含硫量为350ppm。目前只有北京、上海、广州等地在油品上跟上了步伐，其他地方都是滞后的。”虽然SCR技术对燃油含硫量不敏感，但含硫量过高会导致颗粒物排放增加，而且在进行尾气后处理去除氮氧化物的时候，容易形成硫酸盐腐蚀管道。据有关专家介绍，要将国Ⅲ标准的燃油提高到国Ⅳ标准，需要进行炼油方法的转变，这将会是一笔巨大的投资。因此，燃油品质的提高不可能一蹴而就。硬件、软件均为空白政府支持不可或缺尿素站建设、催化剂研发等硬性投入是汽车尾气氮氧化物减排关键；严密监督是保障法规有效执行的必要手段。相关产业均需政府前期扶持虽然国内科研院所和企业在SCR方面进行了很多研究，但仍有很多问题亟待突破。采用这一技术需要给车辆加装尿素箱，这也就意味着以后车辆不仅要及时加油，还要加还原剂尿素。但是，国内的尿素站建设基本上还不完善。如果这一技术在全国大范围推行，那么尿素站建设将是一笔巨大的投资，并将直接影响最终的减排效果。参考国外的经验，欧洲是在加油站中出售尿素，而美国则是由汽车分销商负责尿素供应。此外，在美国，汽车制造商应负责建立尿素供应应急计划，比如开通全天24小时服务热线，当用户需要添加尿素而无法在汽车分销商或其他可及地点得到时，可以拨打电话，制造商应保证通过热线电话订购尿素的价格不能超过汽车分销商供应的尿素价格。总之，尿素供应站的基础设施建设很难一步商业化，初期政府支持不可或缺。催化剂问题也是这一技术路线推行中需要解决的。目前采用的SCR催化剂与电厂脱硝的催化剂成分类似，含有活性组分五价钒。五价钒具有生物毒性，但电厂距离人群较远，而且烟气排放温度基本恒定，因此危险性不大。而机动车距离人群近，且排气温度变化较大。排气温度升高，会导致活性组分钒的升华，同时二氧化钛载体会发生晶型转化，使催化剂失效，还会使二氧化硫到三氧化硫的转化率升高，增加颗粒物的排放和对管道的腐蚀。鉴于此，美国、日本已经禁止含钒催化剂用于机动车尾气净化。与电厂脱硝面临的问题相同，机动车用SCR催化剂的主要载体原料也是钛白粉，目前还主要依靠进口。不过，这一问题已经引起了有关部门重视，将会安排进行科研和技术攻关。“因此，开展非钒SCR催化剂研究是国内柴油车尾气排放控制技术储备的重点。”
2.千亿市场潜力引各方关注，激烈竞争或将到来
“目前，欧洲排放后处理产业约有800亿元的产值。以中国汽车保有量来推算，实施国Ⅳ标准限值后，排放的后处理产业将产生上千亿元的市场份额。”中国汽车工业协会有关人士说，“柴油发动机排放后处理的利润十分丰厚，受到跨国公司的重视。”比如，巴斯夫表示，一直致力于和主机厂紧密合作优化氮氧化物的排放，包括为发动机标定选择合适的技术。巴斯夫上海生产基地于2000年开始机动车排放催化剂的商业化生产，并经历3次大规模扩建，与时俱进，以满足区域的发展需求。目前，巴斯夫催化剂在中国运行有3个研发设施，分别是设在上海生产基地的亚太区研发中心，以及位于上海、桂林的发动机测试实验室。外资的后处理企业中康明斯排放处理系统是全球最大的道路和非道路商用车市场发动机后处理技术方案的集成提供商。它为轻型、中型、重型和大马力的商用车发动机开发和生产各种排放解决方案与系统产品，可生产与集成氧化催化器、壁流式和半壁流式颗粒过滤器、选择性催化还原器等排放控制系统。更为重要的是，凭借丰富的实际应用经验和前期开发能力，康明斯排放处理系统能给中国和全球客户提供完备的后处理排放控制系统集成解决方案。这是康明斯在亚太地区的第一家排放后处理系统生产基地，标志着康明斯中国本地化生产，凭借先进的技术和丰富的全球配套经验，康明斯排放处理系统为满足全球日益严格的排放标准推出了一系列适合不同地区和用户需求的排放技术解决方案，并已成为全球领先的排放系统产品供应商。 国内企业也在开发柴油机后处理产品，这些企业主要是一些原有的汽油机后处理系统供应商。据了解，目前国内已形成几家柴油机后处理系统重点企业，包括无锡威孚力达催化净化器有限公司、四川中自尾气净化公司、昆明贵研催化剂公司等。正是因为看到了巨大的市场潜力，很多企业都跃跃欲试。而在后处理系统中，催化剂造价仅占成本的1/3左右，更大比例的研发成本要花在与发动机匹配的控制和还原剂供给系统上。很多知名企业不愿公开自身发动机的相关数据，因此其采用的后处理系统要么是自己研制的，要么是参股企业研制的。国内很多企业包括整车企业在这方面投资的积极性很高，但这会让市场竞争更为激烈，不担心满足不了市场，如果导致恶性竞争，竞相压价，就可能导致产品质量下降，最终危害整个行业。”
参考文献
[1]《中国环境报》2010年10月27日
[2]中国将稳步推进与各国能源合作，经济观察，2012年11月16日
（作者单位：中国人民大学）