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清华大学教授吴烨:“双碳”背景下需协同驱动柴油货车减污降碳

来源:中国环境报 时间:2022-11-17 16:20:01

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吴烨,清华大学环境学院教授,清华大学研究生院副院长,入选教育部长江学者特聘教授。现任环境前沿技术北京实验室副主任,京津冀及周边地区大气污染防治专家委员会委员,国际能源署先进交通燃料技术委员会中方委员。长期从事移动源的排放特征和排放控制、新能源车和替代燃料车能源环境系统分析、交通污染综合控制规划体系的研究。


装载大功率氢燃料电池发动机的重型卡车、采用自由组合换电块的换电站……2022世界新能源汽车大会上,新能源货车技术创新和应用场景引人关注。为何新能源货车发展能取得如此成效?如何进一步推动传统柴油货车新能源替代?传统柴油车污染治理应把握哪些重点?记者采访了清华大学教授吴烨。


构建完备的配套服务和支撑保障体系,通过完善法规政策、多样化的激励、出台产业政策支持、建设绿色物流区等举措协同发力。


中国环境报:2022世界新能源汽车大会上,新能源货车技术创新和应用场景亮点颇多,近年来,新能源货车产销量屡创新高。在推动新能源货车发展方面,我国采取了哪些举措?


吴烨:新能源货车的应用和推广是我国柴油货车治理的重要一环。过去柴油货车治理聚焦传统的车油方向。《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》颁布实施后,柴油车污染治理防控思路发生重大调整,治理模式从末端治理向综合治理转变,逐步形成车油并轨、强化监管、运输结构调整和新能源车推广多措并举的“车—油—路”一体化综合治理模式。


多地通过实施新能源货车购置补贴、路权激励等多种举措推广柴油货车新能源替代。例如,深圳在全市10个行政辖区各选取一个片区试行设立10个绿色物流区,给予新能源货车通行路权。虽然,绿色物流区总面积为22平方公里,仅占全市面积的1.1%,但是由于绿色物流区遍布全市,物流车要在全市自由畅行流动,客观上倒逼物流公司努力实现物流车电气化替代。


经过这些努力,我国传统柴油货车新能源替代走出了第一步。数据显示,不含小型客车,2018年—2020年全国新增新能源车47万辆,其中轻型货车占据重要份额。今年电动货车在货车中的占比又有很明显的提升。


中国环境报:目前,推动柴油货车新能源替代还存在哪些难点?


吴烨:目前,柴油货车电动化技术还不成熟。电动货车与传统货车相比增加了电池成本,售价显著高于同类柴油货车。而电池重量和体积降低了电动货车可负载货物量,同样条件下运输效率下降,对运输效率要求较高的长途货运挑战尤为突出。目前柴油货车日行驶里程很长,电动货车无法达到同等程度的续航里程,加之公路沿途充电基础设施不完善,电动货车很难实现与柴油货车同等的使用强度。对当前电动货车的使用场景分析结果表明,现在大量电动货车日出行里程不足同类型柴油货车的50%。这导致电动货车的燃料消费价格优势难以凸显,较低的使用强度导致电动货车的总拥有成本显著高于同类型柴油货车。目前重型电动货车的应用还主要集中在码头、港口等短途场景。


中国环境报:如何进一步推动柴油货车新能源替代?


吴烨:要加快研发新技术,创新新模式。尽快破解技术瓶颈问题,提高电池能量密度,降低电池成本。同时,基于不同货运的细分应用场景,推广更适合电动货车的充/换电技术和模式,有效提升电动货车的使用强度,提高电动货车的市场竞争力。长距离运输货车积极示范使用换电或氢燃料电池货车,在主要运输通道加快快充或换电站、加氢站等建设并组织开展示范运营。


构建完备的配套服务和支撑保障体系,通过完善法规政策、多样化的激励、出台产业政策支持、建设绿色物流区等举措协同发力。


比如,可以考虑制定柴油货车新能源化的积分政策。目前,我国在乘用车领域实施“双积分”政策,即对企业的油耗积分和新能源积分实行并行管理,汽车制造商除了需要降低燃油消耗来获取油耗积分,还必须生产足够数量的新能源汽车才能获得相应的新能源积分。如果新能源汽车产量占比达不到要求,要向别的车企购买新能源积分,否则只能削减传统燃油车的产销量。这种做法已经取得了很好的效果。可以借鉴这种做法,制定柴油货车新能源化的积分政策。再比如,也可借鉴深圳经验,给予新能源货车路权特权,推动重点城市、区域开展城市物流配送等公共用车全面新能源化试点。


如何构建个体经营者在使用绿色低碳低排车辆的过程激励,是一个今后需要重视的方向。


中国环境报:柴油车新能源替代比例仍然有限,我国柴油货车污染治理依然是大气污染治理的重点之一。近年来,我国在传统柴油货车治理方面采取了哪些举措?取得了怎样的成效?


吴烨:除了推广新能源货车、调整运输结构,《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》针对柴油货车提出了清洁柴油车、柴油机、运输、油品四大行动10余项任务,使柴油货车排放的监管日益科学化、精细化和系统化。


一是实施了国六新标准。每隔3年—5年加严标准是机动车污染控制最核心的一个举措。实际道路测试发现,国六重型柴油货车相比国五货车的NOX和PM2.5单车综合排放因子大幅下降约85%。二是加快老旧车淘汰,重型货运车队结构更趋合理。三是油品质量升级。这几年,我国不断强化对重点区域和城市开展销售燃油和车用尿素质量的监管,开展多轮次的抽样调查,柴油抽检合格率不断上升。


特别要强调一下第四点措施,强化在用车监管。我们发现,《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》出台前,虽然排放标准不断加严,但在实际道路上,NOX排放下降幅度有限,原因在于很多柴油货车并未按照排放标准执行。《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》实施后,我国逐渐形成更为完善的在用车排放检验方法体系,并建立了常态化的环保监管机制,在用柴油车环保监督抽检合格率整体呈现逐年升高趋势。我们发现一个有意思的现象,受强化在用车监管影响,与2017年新生产的国五货车相比,2019年新生产的国五柴油货车NOX排放因子也明显下降,也就是说在用车监管变严后,柴油货车生产厂商也感受到了压力,从根源解决了“出厂就超标”的问题。


以北京为例,北京积极推进先进监管技术的应用和监管平台的建设,成为全世界最早开始实践OBD远程在线监管的城市。强有力且高效的在线监管使得近年来北京柴油货车NOX排放持续大幅下降,2020年北京柴油货车NOX排放相比2017年削减了43%,超过美国加州同期的减排幅度,2020年NO2年均浓度下降至29 μg/m3。这启示我们,强化在用车监管应当继续成为柴油货车污染治理的重中之重。


中国环境报:随着柴油货车污染治理不断深入,柴油货车治理的难点发生了哪些变化?


吴烨:我国柴油货车污染排放已显著降低,今后要更加关注细节问题。比如,在用车的后处理失效怎么办?行驶过程中碰到低速低温等不利工况,排放出现劣化,如何控制排放?后处理结果被篡改了怎么办?这些都将成为急需解决的问题。


另外,我们引入的一些新技术也会产生新的污染物排放问题。例如,为了减少柴油货车尾气排放,目前推广的技术需要用到尿素,尿素反应过程中会产生氨,氨是PM2.5重要前体物。今后在柴油货车尾气控制时,要将氨等以前未控制的一些污染物考虑进去。


研究表明,对柴油货车需要进行全使用周期的监管。而目前,单一感知技术难以满足全车队精准监管,多源感知技术的融合(例如OBD、跟车和遥感融合)目前在全球都还是空白。


中国环境报:在“双碳”目标提出之后,柴油货车污染治理转向了污染物和CO2协同控制的新阶段。如何推动柴油货车减污降碳协同治理?


吴烨:首先,要统一规划、统一监管、统一核算,协同管控空气污染物和气候污染物,研究出台下一阶段排放标准,强化实际道路油耗标准乃至生命周期碳足迹标准,对标国际先进水平,协同驱动柴油货车减污降碳。


强化在线监管是降低柴油货车排放的重要举措。推动减污降碳协同控制,要继续强化在线监管的作用。今后的监管重点应聚焦于多种实际道路排放智能感知技术集成和质控方法体系构建。例如,在北京和上海,“十四五”期间将示范以远程在线监控为核心,集成跟车、遥感等多种感知技术的监管方案,可考虑将NOX和CO2协同监管起来。


技术层面,要发展提升传统柴油车能效的技术,如停缸、更先进涡轮增压器、动力总成电动化、混合动力技术等。


中国环境报:在柴油货车中,个体经营者也占有很大比例,如何减少个体经营车辆的排放?


吴烨:这是柴油货车治理中不能回避的问题。一方面,可以通过激励和优惠政策,引导个体经营者减少污染物排放,比如,对新能源货车给予购车补贴、停车补贴、建立绿色物流区给新能源货车路权特权等。但这是不够的,还要加强宣传引导,如宣传推广中国卡车及生产商绿色排行榜,为个体经营者提供准确的车辆污染排放和能耗水平信息,促进个体经营者购买和使用低排放、低能耗车辆。


同时,加大在用车监管力度和违法违规成本,杜绝添加劣质燃油、不合格尿素、篡改ECU和后处理系统、年检造假等行为,鼓励车主保持良好的驾驶、维修保养习惯。


在货车监管过程中,以往比较关注货车司机的黑名单有哪些惩罚措施,如何构建个体经营者在使用绿色低碳低排车辆的过程激励,是一个今后需要重视的方向。比如,可以建立货车司机白名单制度,制定有吸引力的激励政策,引导个体经营者主动降低污染排放。