“低碳交通”知享会
2024年05月21日
文字实录
时间:2024年5月21日 15:00-16:30
主讲人:ICCT欧洲办公室重型车项目主任 Dr. Felipe Rodriguez
第一部分 开场介绍
ICCT中国传播与公共关系经理 武文斌:
各位伙伴,大家下午好!欢迎大家参加由国际清洁交通委员会(ICCT)主办的低碳交通知享会活动。 ICCT是一家非营利性研究机构,成立19年来一直致力于全球交通领域的减污降碳,节能减排和公众健康提升工作。我们专注于技术支撑,为政策制定、设计、实施和评估提供支持。我们今年策划组织了知享会系列,希望通过分享清洁交通领域相关知识,为业内同仁打开新的视野,共同思考、协作和解决问题,为清洁交通领域来贡献力量。今天是我们的第二期活动,主题是“欧7来了!欧洲轻型车和重型车辆排放法规的最新进展”,我们邀请到了ICCT欧洲办公室重型车项目主任Felipe做主题分享以及问答交流,将由ICCT中国办公室高级研究员杨柳含子为大家做交替传译。今天的活动全程录音录像,后续我们将会将本期的视频以及文字内容上传到ICCT的中文官网,方便大家后续回顾.
5月8日,欧盟理事会正式发布了欧7机动车排放标准。该法规将于发布后的第20日,也就是2024年5月28日生效。新标准将替代目前实施的乘用车及箱式货车欧六排放标准以及重型货车及客车欧六排放标准。欧7标准旨在约束欧盟境内销售车辆的污染排放,从车辆制动系统和轮胎三个方面规定了型式核准认证要求,标准中规定了排放限值及排放相关部件的最低耐久性要求,同时还规定了车载和非车载合规测试的方法。在本期知享会中,我们将讲解分析欧7法规的关键内容。
第二部分《欧7来了!欧洲轻型车和重型车辆排放法规的最新进展》主题分享
ICCT欧洲办公室重型车项目主任 Felipe:
今天我将会为大家简单介绍欧7排放标准的制定过程。欧7最新的进展是5月8日在欧盟委员会的官方网站上正式发布了。
(P2)国际清洁交通委员会是一家成立于2005年的独立的非营利性研究机构。在近20年的历程中,我们为世界各地的环境监管部门提供相关的技术支持,欧7排放法规也是其中的一个重要方面。我们最开始的关注点是降低汽油和柴油的硫含量。随着技术的发展,我们的目标目前集中在如何推广零排放机动车。
(P3)大约在六年前的2018年我们开始了和欧7相关的研究工作。当时,欧盟委员会开展了一项针对公众的意见收集,在那个时候我们发布了两篇和欧7相关的研究报告,其中包括了我们提出的政策建议。接下来,我会为大家分享欧7标准中几项关键内容,尽管有些建议最后没有被欧7标准采纳,但我还是想分享一下我们提出这些建议的出发点。这两份报告提供了非常丰富详尽的关于世界各地排放标准的细节信息。大家可以参阅以下两个链接获取更多细节。
(P4)首先我们来回答一个问题,为什么要制定欧7标准?这也是六年前欧盟委员会问自己的第一个问题。接下来我会为大家简单介绍下我们的建议。
(P5)首先看一下排放值。如果我们看一下欧6标准中的排放限值,它和世界上其他国家的排放标准,比如美国的Tier3排放标准,以及中国的国6排放标准相比,它的各项污染物排放限值宽松一些。如左图所示,可以看到欧6排放标准针对不同污染物的限值,最明显的一点是,欧6对汽油车和柴油车的限值是不一样的。欧7标准主要目标是继续加严这些排放污染物的限值,并且针对柴油和汽油车建立统一的限值。欧盟委员会对欧6实施后所有的新开发的技术都进行了考虑,但在最终的欧7标准中,针对轻型车的排放限值和欧6相比没有任何的变化,我会在接下来的介绍中详细展开。
(P6)和欧6相标准相比,欧7的一个重要的变化是对颗粒物数量的计入阈值继续加严。左图中可以看到两条曲线,蓝色的曲线表示的是一台GDI发动机在冷启动时的颗粒物粒径分布。红色的线展示的是不同粒径颗粒物吸入人体的比例。我们可以看到大部分可吸入颗粒物的粒径是在23nm以下,而这一部分颗粒物在欧6标准中没有被限制。欧7标准中因为上述原因,希望进一步加严颗粒物粒径的计入阈值。随着测试技术的进步,这一目标得以实现。在联合国欧洲经济委员会(UNECE)的层面,也提出了一项技术法规,规定如何测量粒径小于23nm的颗粒物。
(P7)欧7另一个要点就是氨的排放。随着排放标准的加严,氮氧化物的排放持续下降。从左图中我们可以看到,氨在固定氮中的比例持续上升。氨也是大气中PM2.5的重要来源,一毫克的氨会形成大约一毫克的PM2.5。虽然氨的主要排放源是农业源,但是在一些大城市中,机动车已经超过农业源,成为首要的氨排放源。氨的形成一部分是通过三元催化器而产生的,另一部分是SCR处理系统中的氨逸散。在欧7重型车排放法规中设定了针对氨的排放限值(10ppm),但是针对汽油车相关的建议被否决了,并没有规定氨的排放限值。
(P8)另一项重要的关注点是法规外的温室气体排放。其中最主要的温室气体是氧化亚氮。随着技术的进步,氮氧化物排放逐渐下降,但是氧化亚氮的排放逐渐上升,这和后处理催化还原相关。如果不对氧化亚氮进行限制,其将会成为轻型车和重型车温室气体排放的重要来源,大约30%的温室气体将都是氧化亚氮带来的。在欧7排放标准中并没有针对轻型车设定氧化亚氮限值,但是对重型车设置了氧化亚氮的排放限值。
(P9)还有其他法规外污染物没有被考虑,比如说非甲烷有机气体,在使用很高比例的乙醇燃料时,它的排放非常高。这里我还提到了制动和轮胎颗粒物排放的相关信息,会在后面的介绍中具体讨论。
(P10)最后一个重要的方面是蒸发排放。欧6标准和国6以及美国标准相比,在蒸发排放方面是比较落后的。在这个表格中可以看到美国排放标准中和蒸发排放测试规程以及限值。在欧6排放标准中仅仅只有一种测试要求,并且设定了非常宽松的限值。欧7的最终稿中依然保留了这种测试方法,仅稍微加严了这一限值。虽然欧盟委员会很想在蒸发排放相关规定方面和其他国家看齐,但是相关的提案被否决了。
(P11)接下来我们来讨论和测试相关的要求,在欧6标准中仅针对汽油车提出了低温排放相关要求,并且设定了比较宽松的限值,管理污染物仅包括一氧化碳和氮氢。欧7标准进一步扩展了低温测试的边界,使得它可以获取更多低温测试工况,但是在实验室测试中并没有改变低温测试工况的要求。左边的图展示了随着温度的下降,污染物的排放显著上升,尤其是在欧洲北部的一些国家排放上升比例更高。
(P13)接下来我们讨论RDE测试规程。RDE测试规程也是在UNECE层面上提出的法规,但主要是由欧盟来推动的,它的目标是要涵盖95%以上的驾驶工况。虽然它设定了非常高的95%的目标,但是在实际的制定过程中设了非常多的限制,导致最后的RDE测试规程可以涵盖的实际驾驶工况非常少。这张图中展示了RDE测试规程是如何被限制的。比如说不能开的过于激进,也不能开的过于温和,不能开的太快,也不能开的太慢,不能有太多的上坡,测试的温度不能太高也不能太低,并且测试的距离也有一定的要求。
所以除去这些驾驶工况外,目前欧6能获取到的RDE实际工况是非常少的。虽然欧盟委员会想要继扩展RDE测试的边界条件,但在最后表决的阶段,相关的提案被否决,所以最终在欧7排放标准中,RDE测试规程和欧6是完全一样的。
(P14)接下来我们来讨论耐久性的相关要求。在左图中可以看到,欧6的在用符合性以及耐久的要求(如左下最小绿色方框中所示)。中国和美国的耐久性要求,无论是从年限上来说,还是从距离上来说,都比欧6的要求严格很多。在欧7的最终法规中,相关的要求被加严,我会在接下来的介绍中具体讨论。
(P15)现在我们来看一看欧7的最终标准。
(P16)就像我刚提到的,最终标准和欧盟委员会一开始提出的提案相比有很大的区别。虽然这个比较激进的提案被否决,但是相关的研究报告和材料都是公开的,所以如果其他国家想要参考的话,可以参阅这些材料。接下来展示的是最终被法规通过的欧7最终标准,我所表述的细节都可以在这份报告中找到,相关的中文翻译也会尽快发布。
(P17)欧7法规最终解决了很多我上述提到的问题,但是红色方框中这些标注出来的问题并没有得到解决。这些没有被解决的问题,包括排放污染物的种类、限值、耐久性要求以及 RDE 相关的测试工况。对于重型车来讲,对于上述相关的要求是有一定改善的,但是对于轻型车来讲没有改善。
(P18)欧7的最终实施时间是由发布时间决定的。在5月8号欧7标准已经最终发布了,也就是说在大概30个月之后,即2026年晚些时候,轻型车新车型式核准将要必须遵守欧7的要求。所有轻型车新车将会在一年之后,即2027年晚些时候符合欧7标准。针对重型车欧7标准和欧6相比更严格一些,所以它的实施时间更晚,将在2028年的5月对新车型式核准开始实施。从2029年的5月开始所有销售的重型车新车需要满足欧7的要求。在欧7的正文标准中,有些技术细节是还没有确定的,在接下来的12到30个月当中,欧盟委员会会进一步制定这些详细的技术细节规则。
(P19)接下来我们来看一下轻型车的排放限值,就像刚刚我提到的,具体的污染物的种类和限值都和欧6相比没有变化。针对颗粒物要求有两个新的变化,一个是PM的计入阈值加严到了10nm。另一项是针对非直喷发动机,比如说进气道喷射或者是气体发动机也需要满足PM限值要求。另外一项重要的变化是在欧6标准中设定的RDE一致性因子在欧7中去掉了。
(P20)对于重型车来说,有两个重要的变化。第一个变化是针对氮氧化物的实验室排放限值加严了大约50%,针对整车的实际道路测试,NOx的排放限值加严了大约62%。具体来说,重型车必须要满足的NOx排放限值是260mg/kwh。另外一项小的变化是PN限值从9.8×1011加严到了9×1011。还有一项变化就是PN的计入阈值从之前的23nm加严到了10nm。一氧化碳和非甲烷有机气体的限值也有了较大的加严,但是因为重型车大部分是柴油发动机,它的一氧化碳和非甲烷有机气体排放已经较低,所以不会带来太多的排放变化。另外两项新的排放污染物限值是针对氨的85mg/kWh,以及针对于氧化亚氮的260mg/kWh限值,这两项要求是欧7最新提出的,欧6标准中并不包括。
(P21)接下来讲一下制动和轮胎颗粒物的排放,这一部分的要求是欧7中新提出的,也是采用了UNECE层面的技术法规。制动颗粒物排放最终仅针对轻型车提出了要求,它分为两个车辆类别:电动汽车和其他传动系汽车提出了要求。其中,内燃机汽车的排放限值是7mg/km,针对电动汽车,因为它有制动回收相关技术,所以排放限值较内燃机汽车严格一倍以上,为3mg/km。这张图是轮胎和制动排放限值的实施时间。
(P22)从下图中可以看到,针对C1级轮胎,也就是乘用车和轻型商用车的轮胎,新的排放标准将于2028年开始实施,但是具体的轮胎排放限值还需要进一步制定,目前只制定了制动颗粒物排放限值。需要注意的是,一辆车的制动系统和轮胎将会被分开进行型式核准认证。
(P23)接下来看一下耐久要求的变化。针对轻型车,耐久的要求增长到了16万公里(主要使用寿命期)或20万公里(额外使用寿命期)。针对重型货车和客车来说,主要使用寿命周期的里程要求没有变化,仍保持在30万公里和70万公里,但是使用年限的要求有所加严,从6年增加到了8年。在图中我们还可以看到虚线的方框,针对轻型车来说,在额外使用寿命期当中,它的排放可以达到欧7标准限值的120%,也就相当于限值放宽了20%。针对重型车来说,在额外使用寿命周期内的限值还没有确定。
(P24)另外一项重要的变化是针对电池的耐久性要求。这张图展示了针对于电池耐久性要求的具体限值。对乘用车来说,在5年或者10万公里之后,其电池的存储性能状况必须保证在初始数值的80%,在8年或者是16万公里以后,需要保持在72%。根据目前市场上已有的技术,这个电池耐久性要求是很容易达到的,但这是历史上第一次在法规中对电池耐久性提出了要求,在未来有可能进一步加严相关要求。
(P25)接下来介绍其他的一些管理要求。第一项是关于车载能耗监测(OBFCM)系统,这套系统最开始是在轻型车二氧化碳排放法规中被提出,目前应用要求已经扩大到了欧7,包括所有的车辆类型和传动类型。OBFCM的要求也将覆盖到电动汽车。
另外一项重要的要求是车载排放监测OBM。OBM将会记录氮氧化物、PM以及氨气排放超过2.5倍的情况。这些数据将会被用于在用符合性要求。另外一项进展是关于地理围栏的要求,混合动力汽车需要在零排放区或者是低排放区切换至纯电模式行驶,这类车辆将会有单独型式核准要求。接下来是所有欧7车辆将配备车辆环保性能护照,和环境排放相关的信息都会被集中记录在这个电子格式的护照当中。
(P26)以上就是我对欧7排放标准的介绍,我的邮箱是:f.rodriguez@theicct.org,如果大家有任何问题可以会后联系我,也可以在线上提出。
第三部分 问答与交流
提问1:电池耐久认证用什么样的方法去证实,还是仅申报即可?
答:针对电池相关的要求,有两部法规来进行规定,分别是在 2023 年发布的电池法,还有就是刚刚提到的欧7。在这个电池法中对测试的要求以及测试的方法有具体的规定,在欧7当中仅仅提出了限值的要求。针对电池的性能状况具体的测试规程,我认为将会成为一个走向国际的法规。
提问2:能否介绍一下关于欧洲温室气体法规的最新进展?
答:欧洲的温室气体标准仅仅包括二氧化碳排放标准,二氧化碳排放标准是欧盟委员会的另一个部门Directorate-General Climate Action (CLIMA)制定的。欧洲的二氧化碳排放标准比较复杂,这里我只介绍两个最重要的内容。第一个是针对轻型车二氧化碳的减排目标是要在2035年达到 100%的减排,也就是说在2035年需要全面电动化。重型车的二氧化碳排放法规即将最终发布,针对重型卡车来说,它的减排目标是到 2040 年减排90%。单就城市公交车而言,2035 年将会达到 100% 的减排,也就是全面电动化。
提问3:针对制动颗粒物的排放限值是如何确定的?
答:相关的测试是由欧洲联合研究中心( JRC) 进行的,限值也是根据测试结果来确定的。在法规开发的过程中,联合国层面进行了很多独立的测试。限值主要是基于两方面的技术发展来制定的,一个是改进制动片,利用NAO材料,可以释放更低的颗粒物排放。另外一项降低制动排放的技术叫做颗粒物回收系统,它直接装于机动车上,是欧盟层面正在开发的一项技术,可以直接收集制动系统释放出的颗粒。在应用这种最先进的技术的情况下,预计的排放水平大约是5mg/km,现有技术的排放现状大约是11mg/km,所以选取了居中的值,也就是7 mg/km作为法规的限值。针对这个限值,车企可以采用先进的刹车片材料来实现,不需要安装最先进的颗粒物回收系统。
提问4 : 关于 RDE 测试的一致性因子,在欧6当中是有 1.5 倍的一致性因子,但是在欧7中去掉了相关的概念,并且设置了独立的排放限值。这个独立的排放限值是怎样确定的?
答:一致性因子这个话题是非常有争议性的。最初,在欧6标准中有相关的要求,但是在欧洲法院层面判断设置一致性因子是不合规的。因此,欧6标准中的一致性因子管理要求又被变成了针对于 PEMS 测试仪器的不确定性要求。在欧7标准中,一致性因子的概念被去掉了,相当于一致性因子为1。这也就是说,厂商需要在技术开发和标定的过程中考虑到 PEMS 测试仪器的不确定性,并且保证在 RDE 测试过程中的排放不超过相应的限值。刚刚所提到的要求是针对轻型车的,也就是说针对 RDE 和实验室测试的限值是一样的。针对重型车来说,一致性因子的概念也被去掉了,但是单独提出了一套实际道路排放限值,但它不是直接通过限值的倍数来确定的,而是经过讨论之后确定的。针对重型车RDE的要求还有一项重要的变化,即在欧6排放标准中,针对 RDE数据的处理有一个方法叫做移动平均窗口法,欧6标准针对移动平均窗口法窗口有效性的判定规则要求每个窗口的功率必须达到额定功率的至少10%。在欧7标准中,相应的功率的要求从10%下降到了6%,这也就代表着欧7的RDE测试工况包含了更多的低负载工况。这对于发动机的排放控制来说是更有挑战性的,所以这也进一步地说明了欧7排放要求和欧6相比进一步地加严了。
提问5:考虑到2035年禁售燃油车的前提,欧7之后是否还会有欧8法规?
答:我认为不太可能会有欧8法规了,就像您所说的 2035 年会全面电动化,所以不需要有欧8这个法规。在欧7制定的过程中曾经有一个提议,就是把欧7叫做Euro final,就是最终版本的欧盟法规。但是我们还期待着在欧7法规的框架下,相关的技术细节会被进一步的加严,比如说针对电动汽车的电池以及制动和轮胎排放的要求,会在欧7框架下进一步研究和加严。