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汽车PM2.5减排攻关欲揭面纱

行业上下游中国仪表网2012年06月04日 16:02人气:7686

  “我们正向陕西省科技厅申报了汽车PM2.5排放实验研究项目工业科技攻关计划,虽然还未获批复,但我们已开始积极做好各项前期准备工作。”全国醇醚燃料专委会西安测试中心主任、陕西省交通新能源开发应用与汽车节能重点实验室主任、长安大学教授刘生全日前接受记者采访时透露。
  
  自从新修订的GB3095-2012《环境空气质量标准》增加了PM2.5指标以来,全国各地纷纷明确了PM2.5检测发布时间节点。上周,陕西省政府审议并原则通过了全面改善城市空气质量的工作方案,将通过实施工业污染源防治、机动车污染防治等工程,遏制细颗粒物和臭氧浓度上升趋势,力争2015年全省PM2.5年均值降至每立方米0.06毫克。
  
  业界普遍认为,在环境空气颗粒物中,机动车尾气排放占了较大比例,是城市大气中PM2.5的主要污染源。“但由于缺乏检测设备、技术和方法,目前汽车排放的颗粒物含量只是个总数,PM2.5、PM10浓度到底是多少一直没有细化分开,还无法准确量化。”刘生全说,汽车PM2.5排放尤其是甲醇燃料PM2.5排放的生成机理、测试方法、控制技术等,在国内外都是一个全新的研究课题。
  
  长期从事交通新能源开发、应用与汽车节能及净化研究的长安大学汽车学院,瞄准了这项前沿技术进行攻关,今年年初与陕西省环境自动监测运营中心联合申报了汽车PM2.5排放实验研究项目。他们将主要结合汽车新能源,就汽车PM2.5测试原理、化学组分、生成机理、污染特征以及控制措施等方面展开研究,开发PM2.5排放有效测试方法及控制技术,为汽车PM2.5排放测试技术、相关标准制定提供基本数据与参考。
  
  刘生全介绍说,从化学角度而言,PM2.5一般分为可溶性组分、元素组分和碳质组分,主要来源于发电、工业生产、汽车排放等过程中化石燃料燃烧以及挥发性有机物等。其中,汽车排放到大气中的微粒主要是粒径小于1微米的固态和液态物质,以气溶胶、烟雾、尘埃等状态存在于大气中,去年我国机动车排放的颗粒物(PM)近60万吨。
  
  发展清洁燃料汽车成为减少汽车尾气排放的方向。今年2月,陕西省决策咨询委员会组织PM2.5研究领域专家中科院地环所安芷生院士、曹军骥研究员以及刘生全教授等经过研究,向陕西省政府提出了《关于推广甲醇燃料与减排PM2.5关系的报告》。
  
  专家认为,甲醇分子中只含一个碳原子,而汽油中含6~11个碳原子,柴油中含11~16个碳原子,同时甲醇中氧占相对分子质量的50%,甲醇是典型的低碳燃料和高含氧燃料,在发动机中燃烧更完全,排放污染更低。与普通汽油相比,甲醇汽油汽车尾气排放的CO、碳氢化合物、NOx常规污染物分别降低25%~35%、30%~35%、10%~15%,这必然会降低城市大气中的PM2.5浓度,特别是降低PM2.5中含碳、含氮类有害物质的浓度。
  
  另外,为了提高汽油的抗爆震性能,某些金属类添加剂仍在使用。而当甲醇加入汽油中时,由于甲醇的辛烷值高达110,甲醇汽油完全不再需要金属类添加剂,也有效地降低了PM2.5排放。
  
  “虽然从理论上分析汽车燃料碳链的长短是影响微粒物排放的主要因素,碳链越长的燃料微粒物排放越多,汽油比柴油排放少,清洁燃料比汽油排放更少。但不同燃料排放的PM2.5浓度到底是多少,减排情况如何等实际问题,由于目前还缺乏研究尚说不清楚。”刘生全告诉记者。
  
  同时,能源的多样化带来了诸多技术问题,也带来了多样化污染。PM2.5既存在于汽油、柴油燃烧的产物中,也存在于新能源乙醇、甲醇、天然气、生物燃料等排放物中。目前被普遍采用的汽车新能源包括压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)、醇类(甲醇和乙醇)等,汽车排放污染物较汽油、柴油都有大幅度降低,但非常规排放污染物及颗粒物(TSP)还是研究的空白。
  
  “这些都是要进一步研究的新课题,我们正在从检测设备选型、测试方法对比、不同燃料采购等方面着手前期准备,技术研发成功后在国际上也将是领先的。”刘生全说,汽车PM2.5排放实验研究项目的技术关键以及技术难点,在于汽车新能源PM2.5排放主要组分的测定以及排放形成机理的研究,这些难点突破了,才能从燃料改性、燃烧过程改善以及后处理等方面对PM2.5排放进行控制。因此,必须结合燃料燃烧特性、PM2.5组成及生成机理提出控制或降低PM2.5排放的办法,开发相应的排放控制技术。
(本文来源:中国化工报 转载请注明出处
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