以技術創新守護藍天白雲

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城市間四通八達的道路在大地上構成了一張交通網絡,往來的車輛支撐起了經濟發展和國民生活。其中,公車、運輸卡車、長途客運車、環衛車等以柴油引擎為主要動力的客車或貨車是不可忽視的一部分。它們滿足了人們的交通需求、承擔了貨物運輸工作,但同時也帶來了諸多問題——交通壅塞、噪音,以及廢氣排放問題。

柴油車排放污染高是一個不爭的事實。中國國家環境保護部發佈的《中國汽機車環境管理年報(2017)》顯示,全國柴油車排放的氮氧化物(NOx) 接近汽車排放總量的70%,顆粒物(PM) 超過90%。大量細微的顆粒物浮游在空中便會形成霾;中國科學院地球環境研究所王格慧課題組發表於國際著名期刊《美國科學院院刊》網路版的研究成果顯示,大氣細顆粒物上二氧化氮、液相氧化二氧化硫是霧霾期間硫酸鹽的重要形成原因,而硫酸鹽則是PM2.5 的主要組成之一。

過去,由於柴油品質較差,企業又怕因技術升級導致價格上漲而失去成本優勢,柴油車的廢氣排放標準未被嚴格執行。

近幾年,民眾對於治理霧霾的呼聲不斷高漲,也使得政府部門堅定了治理決心。兩年來,政府公佈汽機車廢氣排放標準的時間間隔變短,標準要求也更為嚴苛。以中國第五階段汽機車污染物排放標準(簡稱「國五」)內的重型柴油車的標準為例,相較於「國四」標準,氮氧化物(NOx) 排放標準從3.5 克/ 千瓦時降至2 克/ 千瓦時;到2020 年國六標準將全面實施,這一數值會降至0.4 克/ 千瓦時。此外,「國六」標準新增了實際道路行駛狀態下的排放要求(PEMS),即要求車輛的排放既要在實驗室條件下達標,更要在實際正常行駛狀態下達標。由此可見,柴油車已經成為中國治理汽機車排放問題的重點。

隨著新版《中華人民共和國大氣污染防治法》(簡稱「新大氣法」)於2016 年1月1 日正式實施,環保部作為汽機車排放問題的監管主體的地位得以明確。在監管手段上,政府改變過去重審核輕監管的做法,改為輕准入重監管:以往只要送檢的車合規即可;而現在則要求每一輛車都合規達標,並且隨時可能面臨抽查。

當排放標準變得更為嚴格,監管手段更加嚴格透明,柴油車行業正在經歷一場攸關生死的戰役。如何才能突出重圍?技術創新帶動產品升級或成唯一的出路。於是,企業一改觀念,開始重視政策法規,研究標準動向,主動積極地升級技術,並將產品更新換代。對此具有前瞻性的企業則早已從技術升級中體會到創新帶來的競爭力。

「巴斯夫是濰柴最緊密的合作夥伴之一,我們願意選擇國際上有品牌、有技術能力的供應商作為合作夥伴。」

馮剛,濰柴動力副總裁

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誕生於1946 年的濰柴動力是目前中國綜合實力最強的汽車及裝備製造集團之一,是大功率引擎研製和生產上的市場領導者。一直以來,濰柴的產品研發得到了業界的高度認可。。

在濰柴動力副總裁馮剛看來,技術實力是濰柴贏得市場的重要保障。一直以來,減少引擎的污染物排放是引擎技術創新的一大重點。馮剛介紹:「濰柴對相關領域的排放問題頗具前瞻意識,自2006 年國三標準公佈,就堅定不移地貫徹實施中國相關法規標準,開發因應技術路線。」

隨著排放標準不斷提高,僅僅透過引擎機內淨化技術的改進已無法滿足相關要求。為了保持技術上的領先趨勢,濰柴很重視與「外腦」的合作。。

馮剛說:「巴斯夫是濰柴最緊密的合作夥伴之一,我們願意選擇國際上有品牌、有技術能力的供應商作為合作夥伴。」。

2005 年,巴斯夫成為濰柴後處理系統的第一家催化劑供應商,並與濰柴展開相關引擎後處理系統的研發合作,透過為引擎加裝帶有催化劑的廢氣後處理系統來應對這一挑戰。馮剛說:「十多年來,在後處理系統上,巴斯夫為濰柴提供了諸多技術支援,並引入了全新的理念。」

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巴斯夫亚太环保催化剂研究中心张嘉迪(左)与机动车排放催化剂部门吴海亚(右)正在讨论一款用于柴油发动机的巴斯夫Cu-SCR铜基选择性催化还原催化剂。

在此期間,巴斯夫為濰柴提供了一系列適用於國四、國五標準的柴油車排放控制催化劑。例如,濰柴滿足國四法規要求的第一批引擎,包括WP10、WP12、WP7,後處理系統使用的是巴斯夫釩基選擇性催化還原催化劑(SCR)。這一技術可藉由尿素溶液將氮氧化物(NOx) 轉化為水和氮氣,同時具有溫度應用範圍廣、耐久性高、改進碳氫化合物中毒抗性等優勢。

經過多年的合作,濰柴充分信賴巴斯夫技術的可靠性以及支援力度,雙方合作逐步深入。2008 年,巴斯夫就成為濰柴研發共同體的初始成員,此舉旨在產品研發初期便邀請相關供應商在同一平台進行合作創新,以便縮短研發週期,降低研發成本。2015 年,巴斯夫利用具有自主產權的後處理模擬軟體CatSim,為濰柴引擎電控單元(ECU) 控制軟體提供了後處理系統動力學方面的支援。

成為市場的引領者不僅要滿足現行標準,還要看得更遠。濰柴動力空氣淨化科技有限公司副總經理郎俊宇說:「當國五標準公佈時,濰柴的實驗室標準已經嚴於國標,我們充分考慮到市場化後的油品品質、車主保養以及實際路況,並提前做好技術儲備。」而這些指標正是下一步國家標準制定過程中考慮的問題。

2015 年10 月,北京市公佈新規範「特京五」標準, 要求自2016 年1 月1 日起,新增重型柴油車全部實施第五階段排放標準,在行政區域內使用的重型柴油車建議使用淨化效率高的壁流式顆粒捕集器(DPF),以確保顆粒物個數(PN) 不大於6×1012,這一標準嚴於國五水準。所幸,濰柴與巴斯夫很早便開始針對國六標準進行技術研發。面對這一新規定,相關產品已具備了較強的基礎,在經過測試匹配後,便能完成產品升級。這幫助濰柴搶佔了市場先機。

當國家相關的政策法規監管改變時,濰柴需要對整個系統進行重新評估。隨著國六標準將整車實際道路排放測試情況納入測量體系,並要求使用可攜式排放測試系統(PEMS) 進行測試,柴油車的排放限值正面臨著更為嚴苛的要求,也意味著催化劑的性能需要進一步加強。目前,巴斯夫正配合濰柴不斷升級改進後處理系統的相關技術。濰柴WP10 系列引擎是濰柴銷量領先的引擎產品之一,自2011 年國三階段推出後便經久不衰。巴斯夫的解決方案能夠幫助這款明星引擎在滿足原先體積不變的情況下,達到更為嚴格的排放要求,進而保證該產品的生命力。這一方案已率先透過濰柴的內部檢驗。除此之外,巴斯夫的產品和技術不僅能夠滿足各項實驗室檢測要求,還可以滿足老化狀態下的排放標準,產品穩定性突出,也成為廠商透過檢測,保持品質穩定性的重要保障。

馮剛說:「我們希望在未來的合作中,尤其是國六階段,巴斯夫能把國外的資源和經驗帶入中國,透過針對中國的創新研發來滿足中國實際的路況需求。這是滿足國標排放的保證,也是保證濰柴競爭差異化的手段。」 

「我們始終致力於開發創新型經濟有效的解決方案,幫助客戶應對最嚴格的排放控制法規,提高產品整體能力,並取得更大的商業成功。」

貝銘凱博士(Dr. Michael Baier),巴斯夫汽機車排放催化劑亞太區副總裁

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作為催化領域的全球領導者,巴斯夫不僅擁有跨地區第一手產業經驗,更有傲視業界的豐富產品線。目前,巴斯夫已針對即將公佈的國六標準推出了多款產品:巴斯夫Cu-SCR 銅基選擇性催化還原催化劑採用了巴斯夫專利銅基分子篩技術,氮氧化物還原率可達95%,並具有卓越的耐久性和廣泛的溫度適用範圍;而帶SCR 的顆粒捕集器則將SCR 選擇性還原催化劑和柴油顆粒捕集器二合一,透過單一載體將氮氧化物(NOx) 和顆粒物(PM) 同時去除,在滿足相關排放新要求的同時,節省了更多後處理系統空間,進而達到降低整體系統成本的效果。

巴斯夫汽機車排放催化劑亞太區副總裁貝銘凱博士(Dr. Michael Baier) 表示:「巴斯夫在中國擁有雄厚的開發實力,與濰柴也保持著長期的合作關係。我們始終致力於開發創新型經濟有效的解決方案,幫助客戶應對最嚴格的排放控制法規,提高產品整體能力,並取得更大的商業成功。」