传统燃油汽车在行驶过程中会产生大量的有害气体,不但污染环境,还影响人类健康。汽车尾气排放的主要污染物为一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、铅(Pb)、细微颗粒物(PM)及硫化物等。这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污染物。现今,许多大城市的空气污染已经超过健康许可标准,直接危害市民健康和生活环境。
(1)雾霾天气
雾霾是一种大气污染状态,是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5(粒径小于2.5μm的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。雾霾的源头多种多样,比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘和垃圾焚烧,甚至火山喷发等。雾霾天气通常是多种污染源混合作用形成的。
“雾霾”成为我国2013年度关键词。2013年1月,北京及周边地区遭受长达26天的雾霾天气。同年10月,东北三省遭遇雾霾侵袭,哈尔滨出现史上最严重雾霾天气,最低能见度小于10m。在全国范围内,华北至西南地区形成了2200km多的污染线。雾霾的频繁出现,加大了政府对大气环境治理的决心。2013年6月,国务院出台《大气污染防治十条措施》,努力践行“同呼吸,共奋斗”的行为准则。随后,中央各部门及地方政府先后出台了《大气污染防治行动计划》《地区落实大气污染防治行动计划实施细则》等文件。
2013年,中国环境科学研究院对形成北京雾霾天气的PM2.5来源进行了整体分析,其中汽车尾气排在第一,占比达22.2%,已然成为PM2.5的重要来源。因此,积极加大汽车的节能减排力度,有效解决机动车尾气排放问题是城市雾霾治理的重点措施:第一,加强高污染机动车管理,以大中重型客货运输车辆为重点,淘汰高污染机动车,在京Ⅴ标准中,单独规定了汽车尾气中PM2.5的限值为0.0045g/km,达到了国际排放标准;第二,加速推进高品质油源应用,逐步推广国Ⅳ标准的汽油、柴油使用,同时,加强油品质量的监督检查,严厉打击非法生产、销售不符合国家和地方标准要求车用油品的行为;第三,推广城市智能交通管理,缓解城市交通拥堵,促进城市交通可持续管理;第四,大力推广新能源汽车使用。
(2)温室效应
石油能源的大量消耗会带来温室气体排放问题。二氧化碳是全球最重要的温室气体,是造成气候变化的主要原因,而它主要来自于化石燃料的燃烧。据IEA估计,汽车二氧化碳总排放量将从1990年的29亿t增加到2020年的60亿t。汽车对地球环境造成了巨大影响。
为了减小汽车对全球气候变暖的影响,减少温室气体二氧化碳的排放,汽车应尽量采用小排量发动机和采用稀薄燃烧技术的发动机,最大限度地提高能源利用效率,从而减小汽车对全球气候变暖的影响。为了减少汽车二氧化碳的排放量,汽车二氧化碳排放法规开始实施。2008年,欧盟要求轿车二氧化碳排放达到140g/km,对于汽油车,对应油耗6L/100km以下;2020年,达到95g/km。(www.xing528.com)
为了鼓励和推动电动汽车研发和产业化,世界各国制定了更加严格的汽车排放和燃料经济性法规,其特点是把二氧化碳的排放作为燃油经济性的重要度量。
欧盟通过减少汽车二氧化碳排放的指令来限制新车的排放,到2015年,欧洲新车二氧化碳平均排放将逐步降至130g/km,到2020年为95g/km。美国通过的燃油经济条例的目标是到2016年在美国销售的汽车平均二氧化碳排放为155g/km。日本的目标是2015年为155g/km,2020年为115g/km。低于限额的产品将得到鼓励。我国也推出了新的油耗法规,并计划于2015年实施,相应折算的二氧化碳排放为161g/km,并且明确指出要通过汽车行业的共同努力,争取到2020年,我国汽车排放和能耗达到国际先进水平。
(3)尾气排放
据统计,全球大气污染的42%源于交通车辆的污染。随着城市机动车数量的快速增长,大量机动车在一定时间、空间内的相对集中,造成城市的某一地区在排放污染物总量上超标,机动车尾气污染已成为城市大气污染的主要贡献者。因此,必须研究改善城市机动车排放污染的对策和措施。从机动车管理的角度来考虑,减轻环境污染就要疏导交通,优化路网布局,合理分配车流,减小城市中心区的车流密度,改善机动车运行工况,降低机动车污染物的排放。
鉴于汽车尾气的危害,人们认识到需要对汽车尾气中的有害物质加以限制。目前,国外执行的汽车排放标准主要有欧、美、日三大体系,其中以欧洲标准应用较广。自20世纪90年代以来,我国的汽车尾气治理提上日程,治理步伐不断“提速”。1993年,我国颁布相当于欧洲20世纪70年代的汽车尾气排放标准,2000年1月1日,该标准提升为欧洲20世纪90年代初的标准,即欧洲Ⅰ号标准,不达标的汽车不得生产销售。2003年,北京和上海相继实施国家机动车第二阶段排放标准,该标准相当于欧洲Ⅱ号排放标准。北京已率先从2008年年初开始执行相当于欧洲Ⅳ号排放标准的汽车尾气排放标准,欧Ⅴ标准于2009年9月1日开始实施。根据这一标准,柴油轿车的氮氧化物排放量不应超过180mg/ 100km,比欧Ⅳ标准规定的排放量减少了28%;颗粒物排放量则比欧Ⅳ标准规定的减少了80%,所有柴油轿车必须配备颗粒物滤网。
于2014年9月实施的欧Ⅵ标准,柴油轿车的氮氧化物排放量不应超过80mg/100km。与欧Ⅴ标准相比,欧Ⅵ标准对人体健康的益处将增加60%~90%。柴油面包车和7座以下载客车实施欧Ⅴ和欧Ⅵ标准的时间分别比轿车晚1年。2010年9月,厢式货车等实施欧Ⅴ标准,厢式货车的氮氧化物排放量不应超过280mg/100km;2015年9月实施欧Ⅵ标准后,新款厢式货车的氮氧化物排放量不应超过125mg/100km。
我国汽车国Ⅲ、国Ⅳ排放标准在污染物排放限值上与欧Ⅲ、欧Ⅳ标准完全相同,但在实验方法上做了一些改进,在法规格式上也与欧Ⅲ、欧Ⅳ标准有很大差别。《关于实施国家第五阶段气体燃料点燃式发动机与汽车排放标准的公告》规定,自2013年1月1日起,所有生产、进口、销售和注册登记的气体燃料点燃式发动机与汽车必须符合国Ⅴ标准的要求,相关企业应及时调整生产、进口和销售计划。
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