为什么要严控柴油车?

说起柴油车,毁誉参半,一方面柴油车有其自身的优势,另外一方面柴油车带来的污染也越来越严重。我汇总了柴油车尾气的危害性,以及各国对待柴油车的一些政策,看完这些你就能理解为什么要严控柴油车了。具体从五点展开,重点请看三、四部分。

1、柴油车的优势;

2、柴油车排放情况;

3、柴油尾气的危害性;

4、各国应对措施;

5、柴油车未来发展。

一、柴油车的优势

柴油机与汽油机相比热效率高30%,具有功率更大、寿命更长、动力性能更好的特点。同时柴油机排放产生的温室效应比汽油低45%,一氧化碳与碳氢排放也低。因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油发动机轿车在部分地区推行甚广。

在美国,柴油发动机和车辆约占整个运输队的三分之一;在欧洲,柴油车的普及率极高,如德国等国的出租车基本上已完全是柴油轿车;国内方面,《2018中国机动车年报》显示,2017年全国柴油车保有量1956.7万辆,占汽车保有量的9.4%,而且数量是逐年递增。

二、柴油车排放情况

柴油机排出的废气主要包括:

  • 烟尘或颗粒物(PM);

  • 氮氧化物(NOx),可产生地面臭氧(烟雾)和酸雨;

  • 碳氢化合物(HC);

  • 一氧化碳(CO);

  • 其他有害的空气污染物(HAP)和空气毒物。

其中排放量比较多的是氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM),《2018中国机动车年报》显示,柴油车氮氧化物(NOx)排放量占汽车排放总量的68.3%,而柴油车颗粒物(PM)排放量占汽车排放总量更是达到99%以上。

按照大多数人的理解,柴油机在出厂前经过了各种严酷的检验,为什么上路后仍然存在如此严重的污染呢?主要原因有几点。

一是车辆的实际行驶排放(RDE)和模拟工况或循环测试有很大的不同,国际清洁能源网站(ICCT)上有一个测试数据,一辆行驶的柴油车排放的NOx是标准限值的15倍多。

二是柴油车目前无论是消除PM还是NOx,基本上都是通过后处理装置实现,比如通过SCR(催化还原)消除NOx,但是这种方式需要消耗尿素,但加尿素这种事一是需要消耗成本,二是行驶过程中关了也无法监管。

再有类似“大众柴油车造假”事件,其实不仅仅是大众,很多柴油车辆都存在类似的情况,比如:奔驰尾气催化转换器混装、江淮OBD以次充好等。

三、柴油尾气的危害性

如上所述,因为柴油车排放大量的氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM),而这两种物质无论是对环境还是人群,都会造成严重影响。

1、《柳叶刀》上有篇文章(*1)用最具影响力的流行病学研究评估了与柴油机排气相关的癌症风险,结果是暴露于柴油废气中的铁路工人,肺癌风险增加了40%,而经常接触柴油机废气的驾驶员和码头工人的肺癌风险增加了15-40%。且随着工作时间的延长,风险呈显著上升趋势。

2、真实排放量组织(TRUE)在伦敦做了长期的柴油车尾气测试,在其一份报告(*2)中指出:伦敦最常见的出租车,其排放的NOx是普通个人汽油车的30倍。伦敦市长Sadiq Khan说:“伦敦的空气有毒,会损害儿童的肺部生长,导致成千上万的过早死亡,并增加患哮喘和痴呆症的风险”。

3、在之前的一篇文章(查了多篇科学文献,给你一份PM2.5知识图谱)中,柴油车排放的尾气中颗粒物粒径在0.1-1微米之间占比较多,而细颗粒物造成的危害也在文章中有列举。

4、加拿大卫生部在对科学独立审查的基础上得出结论(*3),柴油机排气不仅会导致肺功能下降,还会引起呼吸道,心血管和免疫系统等方面的问题。他们设计了一个模型,通过建模估计,在2015年由于道路和非道路柴油车的排放,导致了1030例过早死亡,其中原因都是柴油尾气排放的PM2.5和NOx。

5、根据印度理工大学坎普尔研究所(IIT)坎普尔(Kanpur)提交的一项研究结果(*4),在新德里,柴油可能占新德里冬季空气污染的19%。而柴油导致的癌症风险比在新德里运行的汽油车辆高19倍。他们估计,柴油增加了超过35万新德里居民的癌变风险。

6、磐之石环境与能源研究中心在2019年发布了一份报告,由北京大学医学部公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系,教授、博士生导师潘小川写的文章《交通污染的健康危害及防控效益分析》(*5),比较系统地介绍了交通污染对健康的影响。包括:呼吸系统、心血管系统、神经系统、致癌效应、疾病负担等。

2012 年,国际癌症研究所(IARC)将柴油机尾气列为明确的人类致癌物,指出柴油机尾气暴露可引起肺癌,与膀胱癌的发生风险也呈正关联。

四、各国应对措施

美国

美国环保署EPA制定一系列排放法规,包括:

  • 商用卡车和公共汽车的烟雾,烟灰和其他空气污染法规

  • 重型设备排放法规

  • 机车排放法规

  • 船舶排放法规

另外,美国还有国家清洁柴油计划,在2009年至2013年期间,对近60000台发动机进行了改装或更换;SmartWay计划则是帮助货运行业提高供应链效率,通过托运人、承运人与EPA之间的运输合作关系,对节油技术进行全球合作。

欧洲

由于欧洲的柴油车较多,有很多文章分析欧洲的柴油车管控不够好。比如,《连线》杂志在2020年3月9日发表了一篇文章(*6)批评欧洲在“大众造假门”过去5年后,对待柴油车的态度仍不明确。

来自TRUE的文章(*7)显示,有些城市在效仿巴黎的做法:先建立低排放区(LEZ),以减少运输中的空气污染。低排放区规定进入的车辆标准必须达到要求才能进入,根据当前的实施计划,到2030年,将仅允许电池电动和氢燃料电池车辆进入LEZ。

在德国,已经有一些城市针对柴油车下了禁令,但市政府和法院观点不一致,市政府更希望通过安装尾气过滤装置、将公交车改为电动驱动、为企业用车提供电动车补助、修建更多自行车道等措施来解决柴油车NOx超标问题。

中国

在国内,关于柴油车的的控制基础来自《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(*8)。其中提到需要“积极调整运输结构,发展绿色交通体系”,提高铁路货运量比2017年增长30%;

推广使用新能源汽车,公交、环卫、邮政、出租、通勤、轻型物流配送车辆使用新能源或清洁能源汽车,重点区域使用比例达到80%;

淘汰老旧车辆,重点区域采取经济补偿、限制使用、严格超标排放监管等方式,推进国三及以下柴油货车淘汰更新;

加快油品升级;

强化移动源污染防治。

因为国内基础本来就差,所以柴油车改进空间其实挺大。但目前的监管也仅仅是一个起步,还有很多的事情需要去做。

五、柴油车未来发展

柴油机凭借其独特的优势曾一度被部分国家认为是“绿色发动机”。然而柴油机废气致癌的认定一出,具有众多光环的柴油机似乎一下便成为人们眼中的“魔鬼”。就是这样的“冰火两重天”。

可想而知,在接下来的几年内,无论是标准修订还是监管,柴油车一定会越加严格。这也倒逼各个企业需要对研发投入更多精力,目前各国在柴油机后处理方面已经投入了非常多的开发工作,包括柴油氧化催化(DOC)减少废气、颗粒物过滤(DPF)消除PM颗粒物、催化还原(SCR)消除NOx等。同时在柴油车道路监管方面,会遵循《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中提出的“天地车人”一体化监测模式。

另外一方面,探寻更清洁的柴油似乎是唯一出路。非盈利组织柴油论坛(*9)一直在提倡这个概念:更清洁的柴油燃料,先进的发动机和有效的排放控制相结合,可实现细颗粒和烟雾形成化合物(如氮氧化物)的近乎零排放。希望我们所有人能尽快用到零排放的柴油,这样无论是对人、对环境、以及能源的使用率,都是积极的。

参考资料:

1

https://www.thelancet.com/journals/lanonc/article/PIIS1470-2045(12)70280-2/fulltext#article_upsell

2

https://www.trueinitiative.org/blog/2018/december/london-cabs-up-to-thirty-times-as-toxic-as-personal-cars

3

https://www.canada.ca/en/health-canada/services/publications/healthy-living/human-health-risk-assessment-diesel-exhaust-summary.html

4

https://theicct.org/blog/staff/should-delhi-ban-diesels

5

http://www.reei.org.cn/publication/743

6

https://www.wired.co.uk/article/diesel-pollution-scandal

7

https://www.trueinitiative.org/blog/2020/march/report-impacts-of-the-paris-low-emission-zone-and-implications-for-other-cities

8

http://www.gov.cn/zhengce/content/2018-07/03/content_5303158.htm

9

https://www.dieselforum.org/

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