汽車PM2.5減排攻關(guān)欲揭面紗
“我們正向陜西省科技廳申報了汽車PM2.5排放實驗研究項目工業(yè)科技攻關(guān)計劃，雖然還未獲批復(fù)，但我們已開始積極做好各項前期準備工作。”全國醇醚燃料專委會西安測試中心主任、陜西省交通新能源開發(fā)應(yīng)用與汽車節(jié)能重點實驗室主任、長安大學(xué)教授劉生全日前接受記者采訪時透露。
自從新修訂的GB3095-2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》增加了PM2.5指標以來，全國各地紛紛明確了PM2.5檢測發(fā)布時間節(jié)點。上周，陜西省政府審議并原則通過了全面改善城市空氣質(zhì)量的工作方案，將通過實施工業(yè)污染源防治、機動車污染防治等工程，遏制細顆粒物和臭氧濃度上升趨勢，力爭2015年全省PM2.5年均值降至每立方米0.06毫克。
業(yè)界普遍認為，在環(huán)境空氣顆粒物中，機動車尾氣排放占了較大比例，是城市大氣中PM2.5的主要污染源。“但由于缺乏檢測設(shè)備、技術(shù)和方法，目前汽車排放的顆粒物含量只是個總數(shù)，PM2.5、PM10濃度到底是多少一直沒有細化分開，還無法準確量化。”劉生全說，汽車PM2.5排放尤其是甲醇燃料PM2.5排放的生成機理、測試方法、控制技術(shù)等，在國內(nèi)外都是一個全新的研究課題。
長期從事交通新能源開發(fā)、應(yīng)用與汽車節(jié)能及凈化研究的長安大學(xué)汽車學(xué)院，瞄準了這項前沿技術(shù)進行攻關(guān)，今年年初與陜西省環(huán)境自動監(jiān)測運營中心聯(lián)合申報了汽車PM2.5排放實驗研究項目。他們將主要結(jié)合汽車新能源，就汽車PM2.5測試原理、化學(xué)組分、生成機理、污染特征以及控制措施等方面展開研究，開發(fā)PM2.5排放有效測試方法及控制技術(shù)，為汽車PM2.5排放測試技術(shù)、相關(guān)標準制定提供基本數(shù)據(jù)與參考。
劉生全介紹說，從化學(xué)角度而言，PM2.5一般分為可溶性組分、元素組分和碳質(zhì)組分，主要來源于發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車排放等過程中化石燃料燃燒以及揮發(fā)性有機物等。其中，汽車排放到大氣中的微粒主要是粒徑小于1微米的固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)，以氣溶膠、煙霧、塵埃等狀態(tài)存在于大氣中，去年我國機動車排放的顆粒物（PM）近60萬噸。
發(fā)展清潔燃料汽車成為減少汽車尾氣排放的方向。今年2月，陜西省決策咨詢委員會組織PM2.5研究領(lǐng)域?qū)＜抑锌圃旱丨h(huán)所安芷生院士、曹軍驥研究員以及劉生全教授等經(jīng)過研究，向陜西省政府提出了《關(guān)于推廣甲醇燃料與減排PM2.5關(guān)系的報告》。
專家認為，甲醇分子中只含一個碳原子，而汽油中含6～11個碳原子，柴油中含11～16個碳原子，同時甲醇中氧占相對分子質(zhì)量的50%，甲醇是典型的低碳燃料和高含氧燃料，在發(fā)動機中燃燒更完全，排放污染更低。與普通汽油相比，甲醇汽油汽車尾氣排放的CO、碳氫化合物、NOx常規(guī)污染物分別降低25%～35%、30%～35%、10%～15%，這必然會降低城市大氣中的PM2.5濃度，特別是降低PM2.5中含碳、含氮類有害物質(zhì)的濃度。
另外，為了提高汽油的抗爆震性能，某些金屬類添加劑仍在使用。而當甲醇加入汽油中時，由于甲醇的辛烷值高達110，甲醇汽油完全不再需要金屬類添加劑，也有效地降低了PM2.5排放。
“雖然從理論上分析汽車燃料碳鏈的長短是影響微粒物排放的主要因素，碳鏈越長的燃料微粒物排放越多，汽油比柴油排放少，清潔燃料比汽油排放更少。但不同燃料排放的PM2.5濃度到底是多少，減排情況如何等實際問題，由于目前還缺乏研究尚說不清楚。”劉生全告訴記者。
同時，能源的多樣化帶來了諸多技術(shù)問題，也帶來了多樣化污染。PM2.5既存在于汽油、柴油燃燒的產(chǎn)物中，也存在于新能源乙醇、甲醇、天然氣、生物燃料等排放物中。目前被普遍采用的汽車新能源包括壓縮天然氣（CNG）、液化石油氣（LPG）、醇類（甲醇和乙醇）等，汽車排放污染物較汽油、柴油都有大幅度降低，但非常規(guī)排放污染物及顆粒物（TSP）還是研究的空白。
“這些都是要進一步研究的新課題，我們正在從檢測設(shè)備選型、測試方法對比、不同燃料采購等方面著手前期準備，技術(shù)研發(fā)成功后在國際上也將是領(lǐng)先的。”劉生全說，汽車PM2.5排放實驗研究項目的技術(shù)關(guān)鍵以及技術(shù)難點，在于汽車新能源PM2.5排放主要組分的測定以及排放形成機理的研究，這些難點突破了，才能從燃料改性、燃燒過程改善以及后處理等方面對PM2.5排放進行控制。因此，必須結(jié)合燃料燃燒特性、PM2.5組成及生成機理提出控制或降低PM2.5排放的辦法，開發(fā)相應(yīng)的排放控制技術(shù)。
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