汽车工业资深专家陈光祖：当前要重视抓好内燃机汽车的“双碳”行动

深度解读 2021-12-30

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从历史上看重点国家实施“双碳”的经历和现实行动

汽车是世界上一致性要求很强的一种产品，一般要制订实施统一性很近似的标准。如手机你现在还去买 2G、3G 的吗?在汽车排放上国际通行实施欧六标准，而且正向欧七标准行进，你还想买便宜些的国三或欧三标准汽车吗?

内燃机汽车治污，主要是从尾气排放来治理。尾气排放物有两种类别，一是排放一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、碳氢化合物(CH)，二氧化硫(SO2)、微颗粒(PM)，及其派生的光化学烟雾，这是构成对社会的直接污染，特别对人们的呼吸系统上危害，这叫“社会性污染”，国际上多仿照欧盟汽车排放标准来治理。一是以排放二氧化碳(CO2)为主，还有甲烷(CH4)、一氧化二氮(N20)、氟氮化碳(CFC)等微量气体，这构成对地球性污染，产生温室效应，反过来对社会产生巨大危害。为了减少汽车对社会和地球的危害，我们主要是采取“节能和低碳”举措，而且多年来不断进行科技和管理机制创新，以提升效应。

这里先谈谈汽车排放 CO2的低碳化措施。在 1997 年“京都治理气候会议”之后，全球主要国家都对防控 CO2排放制定限值目标，这是本世纪初IPCC 对主要国家车辆 CO2排放的水平分析。

各国(地区)车辆统一从 CO2 排放衡量的水平比较。

那时美国单车 CO2排放量最高，特别是美国的加利福利亚最为严重，但经采取措施，加州的汽车 CO2排放减少有明显效果，即在 2010 年单车平均 CO2排放量的 285g/km，到 2016 年降到 193 g/km，接着加州大力开展汽车污染治理，当前加州天气清洁度已成为世界的典范。

到 2019 年按国际能源署(IEA)对全球汽车燃油经济性测试表示，单车 g/km CO2排放状况：美国 198、加拿大 206、菲律宾 196、俄罗斯 192、智利 189、澳大利亚 188、秘鲁 187、埃及 187、阿根廷 187、印尼 184、泰国 180、巴西 179、南非 176、墨西哥 175、中国 175。中国还居于与中度排放的水平，而美国则是大排量车多，特别是皮卡车，多到山区、海边非正规路面上跑着玩的多，而菲律宾等发展中国家多用老车型，技术水平低、耗油多，污染大。

在本世纪初，欧洲汽车制造商协会报告，主要型号车辆在法国应用的测试水平看，各国车辆单车的 CO2排放水平很有特色，雷诺最低 2004 年为148g/km，而保时捷最高达到 321g/km。

不同制造商在法国的平均排放 CO2值

按欧盟标准，在 2008 年新车平均 CO2 排放量应达到 140 g/km，2012年为 120 g/km，2020 为 95 g/km，并规定在 2021 年新车出来不达标的要重罚，并规定 2025 年要达到 80.75 g/km，2030 年达到 61.75g/km 的标准。

这样按欧盟标准的要求，法国政府于 2012 年实施 bonrs-malus 计划，规定 CO2排放小于 60 g/km 奖励 5000 欧元，101~120g/km 奖励 700 欧元，如超标，166~200g/km 罚 750 欧元，超过 200 g/km 罚 2600 欧元。

英国 SMMT 发布 2008 新车平均 CO2排放量为 158g/km，比 2007 年减少 4.2%，比 2006 年减少 6.8%，在 2010 年前英国车型平均值在 130g/km水平。

在 2006 年英国 Docklanks 绿色大赛中测定 CO2 排放量。丰田 Prius混合动力车为 104g/km，本田 Civic 混合动力车为 109g/km，雷克萨斯 SUV为 192.8g/km，丰田 Aygol1.4 柴油为 113g/km，德国 Smart 小型轿车 113g/km，萨博乙醇 2 升机柴油为 64 g/km，FordFocus 生物乙醇为 54.7g/km，雪铁龙3(带自动停车装置)4 缸机为 133 g/km，总之，大家对汽车的 CO2 的排放都很重视都有进步，但仍在减排艰难的征途上前行。

汽车生产商努力实现 CO2排放 140g/km 的目标

正是由于科技不断创新，环境不断变化，各主要国家对车辆 CO2排放都按国情提出各种新的绿色低碳思路和行动。

我国从国情出发，在 2020 年乘用 CO2排放水平，处于国际中上水平，B 级乘用车 CO2平均排放值处在 258.8g/km 水平，减碳任务仍艰巨。

据中国汽车研发中心测算，汽车碳排放占我国交通排放 80%以上，占全社会碳排放 7.5%左右，2020 年汽车使用阶段碳排放 7.2 亿吨，占汽车碳排放总周期量九成。传统内燃机汽车保有量比很大，使用的化石燃料很多，这是造成汽车使用阶段碳排放高的主要因素。

美国环保局在 2021 年 12 月 20 表示，“我们正制定强有力，严格的标准，这将积极减少汽车排放对人类和地球造成的污染和伤害……”。确定2026 年 CO2 排放是限值在 171 克/英里，这是取代特朗普政府确定上线的208 克/英里的进步修正。国务卿安东尼·布林肯说：拜登·哈里斯政府将比历史上任何一届政府更加努力应对气候变化的危机，我们的未来取决于我们今日所做的选择。

进入新世纪，日本在“环境立国”战略和“低碳社会行动”指引下，是比较重视应对气候变化行为，采取相应对策和行动，显得比较积极和主动，计划在 2050 年之前将温室气体净排放降为零。汽车产业是日本经济的重要支撑点，将在碳排放约束中实现强劲的变革。在内燃机汽车上首先推行混合动力汽车，把混动汽车推向大量化、产业化、全球化市场上应用，而且不断创新改进，是世界上生产和销售，出口混动汽车最多的国家。21世纪初本田汽车公司福井威夫说：日本汽车要领居世界前列，是靠“混”出来的，这叫先“混”后“电”，就是燃料电池汽车。

当代中国也很现实的成为混合动力新兴发展的车种，既减排又节能，这是零碳汽车的很好过渡办法。

现在我们谈内燃机汽车排放限值标准问题。

按欧盟制定的汽车尾气排放污染物的控制状态，在 1993 年实施欧一标准，到 2009 年已实施欧二标准，现在已实施欧六标准，从节能角度汽车用燃油少了，对碳排放自然也减少，这主要是利用节能办法来实现的，当然这对社会空气的净化也起到很重要的作用，因为汽车在道路上跑的太多了。

欧盟制定的汽车尾气排放污染物的控制图

欧洲标准汽车排放限值表

根据 ICCT 资料部分内燃机汽车节能技术对。CO2 减排效果是：气缸停缸 3.5~5.8%、缸内直喷 1.5%、汽却式废气再循环 1.7~5.3%、48V 轻度混动技术 10.5~12.9%、高压缩比发动机 10.1~14.1%、电驱动压缩机 5%，米勒循环发动机是 12.4~20.3%。可见内燃机汽车节能技术为排碳立功的窍门还不少。

现在欧盟正规划在 2026 年前推行欧七排放标准，包括各种类别车辆，如重卡等，欧七排放 CO2由现在 500~1000kg/km 降到 100-300kg/km，氮氧化物降到 30kg/km 等，提案建议该系统监控要确保 150000 英里(241401公里)，要求十分苛刻。据说有关人士表示欧七标准还会提前实施。

我国的生态环境部、工信部、商务部、海关总署公告，要在 2020 年 7月实施国六 A 标准，2023 年 7 月实施国六 B 标准，禁止生产国五排放轻型汽车，进口汽车也要符合国内标准。由于国六标准技术实施难度比较大，各省市推行时间有的提前，有的要推迟。对国六标准作了过渡安排分为国六 A，相关数值要求低些，最终为国六 B，这才是真正终极的要求。现在北京、广东已经开始实施国六 B 标准了，而且最近海南省公示，禁销内燃机汽车，全省实行汽车电动化。据了解国六 B 比国五在一氧化碳，氮氧化物，时颗粒物排放上加严了 30-50%。

与此同时，国家还积极推行天然气汽车，数据显示，天然气汽车 CO2排放，轻型车可减少 50%以上，重型卡车可降低排放 8%。

此外，近来还应用醇类燃料发动机，如甲醇和乙醇，这可与汽柴油一定比例掺烧，也可以直按作为醇类燃料作为发动机一种替代品。目前仍处于初期应用状态，推行情况，还有待观察。

我想再谈谈一些大家感兴趣，也都在试运作中的奇特内燃机汽车。

HCCI 指的是“均质充量压燃发动机”。它是一种往复式汽油机为基础的新型燃烧模式，柴油机也可用。主要是通过高压缩比，现已达 17 压缩行程，均质混合达到自燃特点。这样有效地解决燃油高质量的运作程序，大幅提升尾气排放水平，特别是降低 NOx 和 PM 的排放。

目前国际上，包括我们多家汽车公司都在研发样机并取得较好的进展，这同样对 CO2排放起到良好降低水平，但由于形成高温均质混合燃烧的均质补偿比较难，还不断的在改进中，真正实用化还难预测。

HCCI 更清洁更有效的引擎

2020 年 5 月马自达昂克塞拉轿车，称是世界上首台推出应用 HCCI 发动机的商品

空气汽车：可以说是一种另类汽车，是以空气作为一种二次能源，通过空气发动机经压缩、充气、造功，完成发动机功能，再由变速箱，传动机构、驱动汽车行进，空气缸用 300 大气压装置，它的最高时速可达 120公里，加速能力到 50 公里为 6 秒，行车距离 250 公里或 12 小时，现在南非、墨西哥已成为小批量运输工具。我早在法国看过样车。

近来我们也研发出空气客车，空气小型汽车，今后如何应用还待研究。国际汽车专家认为，这种不耗油、不耗电，只吃空气就能跑，不管其功能比汽车差，但还是一个可用的动力源。

空气动力发动机