中国清洁柴油机技术发展现状及趋势楼狄明new

中国清洁柴油机技术发展现状及趋势

同济大学汽车学院

楼狄明博士教授博导

2014.11.27内容全球和中国碳排放以及中国汽车碳排放“矿井到车轮”：不同汽车的碳排放柴油发动机技术的演化和尾气排放中国乘用车柴油化的条件准备我国乘用车柴油机的发展现状我国乘用车柴油机的发展趋势总结1.全球和中国碳排放以及中国汽车碳排放燃烧矿物燃料和工业过程产生的碳排放的增加是全球气候因人为因素变暖的主要原因！中国碳排放占全球总量的28%，遥遥领先于第二位的美国（16%）；从2004年到2013年的十年，中国的碳排放几乎翻了一倍；2013年，中国增加了3.9%,，美国增量为2.6%，而欧洲28国下降了2%。2013年，中国的人均碳排放从2012年的7吨增加为7.2吨，而欧洲却从7吨下降为6.8吨；从GDP角度出发，创造相同的产值，中国需消耗相当于欧洲或者美国两倍以上的碳排放。来源：全球碳图集网站/降低社会的能源消耗，在中国势在必行！

2013年保有量百公里油耗每公里碳排放每年里程(公里)每车每年排放量(吨)总计(百万吨)乘用车1027500009216250005.4555商用车34250000184327500032.41,110总计1370000001,665毫无疑问，碳排放的一个来源就是汽车！从2009年开始中国汽车销售总量已经超过美国而成为世界第一，截至2013年年底，汽车保有量已经达到1.37亿辆，仅次于美国，居于世界第二。将汽车按照乘用车和商用车简单分类，假设平均里程分别25000公里和75000公里，油耗分别为百公里9升和18升。由此可以得到年碳排放的总量约为16亿到17亿吨之间。汽车碳排放总量一直以至少11%的年增长率高速增长，设若2013-2020汽车碳排放按照8%的年增长速率，到2020年汽车的总排放将超过28亿吨。遏制汽车碳排放增长趋势是中国建设节能环保社会无法回避的议题！内容全球和中国碳排放以及中国汽车碳排放“矿井到车轮”：不同汽车的碳排放柴油发动机技术的演化和尾气排放中国乘用车柴油化的条件准备我国乘用车柴油机的发展现状我国乘用车柴油机的发展趋势总结2.“矿井到车轮”：不同汽车的碳排放国家将于2015年实施乘用车第三阶段燃油消耗限值，车企的平均油耗要达到6.9L/100km，近期又明确到2020年将实行第四阶段的燃油限值，平均油耗将下降到5L/100km，这相当于每公里120克碳排放。因此，通过升级或者改变动力系统来提升燃油效率是势所必然的。

表碳排放煤矿开采=>火车运输=>火力发电=>电网配送=>变电=>居民小区充电桩=>电动汽车油田开采=>运输=>石化厂=>成品油配送=>加油站=>汽车2011年发布的《节能与新能源汽车产业规划2012-2020》主导了通过开发和增加电动汽车来降低排放和能耗。而2013年以来的激励补贴政策极大的鼓励了汽车厂商的热情。整个社会开始把电动汽车当成解决空气污染和节能的最优选择-尤其吸引人的是电动汽车的“零碳排放”的概念。然而，对于电动汽车只计算在最后行驶过程中从电池到车轮的碳排放是不合理的。因为电力的产生也将消耗大量的能源，而产生碳排放。尤其是中国目前的电力有接近80%来自于以煤为动力的火力发电。因此，关于碳排放的计算必须覆盖从矿井到车轮的整个过程。车型千瓦时每百英里千克煤炭每千瓦时煤炭千克每百公里综合百公里油耗/升CO2克每公里矿井到油箱或发电厂因数矿井到车轮CO2克每公里比亚迪

e6540.299.739.3柴*24315%279特斯拉

ModelS380.296.856.4柴*17115%197丰田普锐斯2014,1.8L4.7汽11019%131高尔夫

1.4TSI蓝驱

122hp

5.2汽12319%146高尔夫1.6TDI蓝驱110hp3.2柴8519%101

[1]-/feg/[2]-/feg/[3]-http://www.volkswagen.co.uk/new/golf-vii/which-model/engines/overview表不同汽车车型整体碳排放计算即使忽略电动汽车和混合动力汽车的电池组的生产和废弃处理成本和污染，仅仅从碳排放的角度看，柴油车技术是节能环保的绿色科技。内容全球和中国碳排放以及中国汽车碳排放“矿井到车轮”：不同汽车的碳排放柴油发动机技术的演化和尾气排放中国乘用车柴油化的条件准备我国乘用车柴油机的发展现状我国乘用车柴油机的发展趋势总结技术路线升级图内容全球和中国碳排放以及中国汽车碳排放“矿井到车轮”：不同汽车的碳排放柴油发动机技术的演化和尾气排放中国乘用车柴油化的条件准备我国乘用车柴油机的发展现状我国乘用车柴油机的发展趋势总结4.中国乘用车柴油化的条件准备

(1)柴油供应和需求的问题燃油

百万吨200820092010201120122013F2014柴油生产133.236141.097158.874166.818170.636172.728179.6消费量138.855139.237156167.227169.721170.05166.35增长量11.7%0.3%12.0%7.2%1.5%0.2%-2.2%汽油生产63.47571.94876.75381.3789.75998.333102.3消费量63.42767.04971.5877.3186.84193.4103.674增长量14.1%5.7%6.8%8.0%12.3%7.6%11.0%表2008-2014年汽柴油生产和消费量2013国内消费柴汽比:1.76:1，2014年1-5月国内消费柴汽比:1.59:1，消费柴汽比已经远低于炼油厂最优柴汽比2.1:1。如果继续这个趋势，消费汽柴比进一步不平衡将给石化行业带来很大的麻烦。因此从汽柴比的角度，适度鼓励发展柴油乘用车可以有效调节国内消费柴汽比，实现石化行业生产和市场需求的平衡。(2)油品标准的发布和高质量成品油的供应是根本燃料GB标准三个经济中心供应全国供应汽油

国

IV(50ppm)GB17930-2011

2014-1-1汽油

国V(10ppm)GB17930-20132016-1-12018-1-1柴油国(50ppm)GB19147-2014

2015-1-1柴油国(10ppm)GB19147-20132016-1-12018-1-1表燃油质量标准执行情况实际调查之中硫含量改进趋势非常明显。2013年冬季调查结果中,91%的样品满足国三标准,其中包含15%的样品满足国四和国五标准.(3)汽车厂商的技术准备和消费者的接受非常关键越来越多的柴油乘用车进入中国。(3)汽车厂商的技术准备和消费者的接受非常关键国内品牌已经形成了上汽，云内柴油机，长城，江铃，华泰等SUV,江淮MPV等多种车型，技术成熟，得到有节能环保意识的先锋消费者的青睐。同时，柴油的低速扭矩带来的驾乘感也是吸引消费者的重要原因。这些先锋消费者和高端进口柴油车将对一般消费者的选择起到示范和引领作用，最终形成广泛意义上的柴油车消费群体。

上海

杭州

宁波

南昌沈阳

出租车数量

49,000

8,496

4,427

475017800柴油出租车数量300

300

1,700

3000

4000柴油出租车占比6‰

3.5%

38.4%

63.2%

22.4%柴油出租车类型帕萨特

东方之子东方之子/捷达

捷达

捷达除上述城市外，还有部分二、三线城市，如贵阳、海南、昆明等地，都有一定比例的柴油出租车。由于运营成本低，柴油出租车深受出租车公司和出租车司机欢迎目前的柴油出租车以捷达、帕萨特等老旧车型为主，因排放法规要求，处于更新换代阶段，帕萨特、东方之子等车型已完成更新换代，各个城市都需要一款满足国Ⅳ排放以上的柴油出租车来替换以上车型17(4)柴油出租车具有良好的市场基础，市场呼唤柴油车内容全球和中国碳排放以及中国汽车碳排放“矿井到车轮”：不同汽车的碳排放柴油发动机技术的演化和尾气排放中国乘用车柴油化的条件准备我国乘用车柴油机的发展现状我国乘用车柴油机的发展趋势总结中国柴油轿车市场大事记2010年，一汽大众捷达轿车停止生产2010年，奇瑞推出了东方之子柴油轿车，并进入杭州、宁波等地的出租车市场2010上海大众在9月《公告》中有一款装备1.9LTDI柴油机帕萨特轿车2005一汽—大众又推出了1.9L宝来和2.5L奥迪A6TDI柴油轿车以及开迪SDI柴油轿车2004一汽—大众率先引进德国大众公司的轿车柴油机，开始试装捷达柴油轿车2001一汽—大众向市场推出第一款柴油捷达SDI上海大众从2002年底开始试产柴油轿车，先进口柴油机装车，后引进EKD柴油机散件组装柴油机20025.我国乘用车柴油机的发展现状2013年，上汽集团MG6柴油版乘用车销往英国市场捷达帕萨特东方之子尺寸

mm总长4416总宽1674总高(空载)1415轴距2471通过性参数接近角(满载)(°)17离去角(满载)(°)18.5最小离地间隙(mm)137最小转变直径(m)10.5主要质量参数整备质量(kg)1114乘员人数5满载质量(kg)1570尺寸

mm总长4780总宽1740总高(空载)1470轴距(半载)2803通过性参数接近角(满载)(°)17离去角(满载)(°)18.5最小离地间隙(满载)(mm)105最小转变直径(m)11.2主要质量参数整备质量(kg)1435乘员人数5满载质量(kg)1810半载质量(kg)1760尺寸

mm总长4770总宽1815总高(空载)1445轴距2700通过性参数接近角(满载)(°)16.9离去角(满载)(°)17.5最小离地间隙(mm)190最小转弯直径(m)12主要质量参数整备质量(kg)1560乘员人数5

柴油轿车进入出租车市场上海－帕萨特柴油轿车

杭州等－东方之子柴油轿车

先进柴油轿车道路试验与数据采集帕萨特柴油出租车、捷达柴油出租车、奇瑞东方之子柴油出租车的道路百公里平均油耗分别为7.17、6.33、7.60L/100km；桑塔纳4000汽油出租车的道路百公里平均油耗为10.09L/100km。以上海市出租车为例，进行节能对比分析。按照每天行驶400公里计算，帕萨特柴油出租车与汽油出租车相比，每辆柴油出租车每年可以节省燃油1.55吨。柴油轿车的节能情况图2不同比例柴油出租车时的用户节省开支

（以上海市4.8万辆出租车为例）上海出租车中柴油车的比例图1

不同比例柴油出租车时的燃油节省量

上海出租车中柴油车的比例出租车类型成品油价格人民币(元)/升百公里油耗（L/100km）燃油费用（元/天）燃油费用（元/年）年差值（与汽油车比较/元）1000辆出租车5年节省燃油(吨)1000辆出租车5年经济效益(亿元)桑塔纳(汽油)7.5510.09304.71891415.4000奇瑞(柴油)7.047.64215.142464542.72-26872.685385.91.34捷达(柴油)7.036.33177.999653399.88-38015.5211988.31.90帕萨特(柴油)7.427.17212.805663841.68-27573.727754.71.37燃油节省（1000辆出租车运营5年）帕萨特柴油出租车、捷达柴油出租车、奇瑞东方之子柴油出租车在10万公里运行期间，每隔2万公里的排放结果重复性较好，排放性能稳定。国Ⅲ帕萨特柴油出租车燃用国四柴油的排放均满足国Ⅲ标准，PM排放接近国Ⅳ排放标准限值的要求。捷达柴油出租车燃用国二柴油和国四柴油，随行驶里程增加，排放有所增加。与国二柴油相对比，捷达柴油出租车燃用国四柴油的CO、NOx+HC、NOx及PM排放较低。国IV奇瑞柴油出租车燃用国四柴油G10的CO、NOx+HC、PM和NOx排放满足国IV标准规定限值。柴油轿车的排放情况（以上海市4.8万辆出租车为例）图3柴油出租车的CO2减排量上海出租车中柴油车的比例上海出租车中柴油车的比例图4

不同比例柴油出租车时的有害排放变化量内容全球和中国碳排放以及中国汽车碳排放“矿井到车轮”：不同汽车的碳排放柴油发动机技术的演化和尾气排放中国乘用车柴油化的条件准备我国乘用车柴油机的发展现状我国乘用车柴油机的发展趋势总结乘用车柴油机市场潜力巨大柴油出租车低燃油成本的优势明显。通过宝来、捷达柴油出租车的使用，杭州、宁波等地的出租车经营者、出租车司机充分认识到柴油出租车的节能优势，渴望要求使用柴油出租车，柴油出租车市场潜力巨大。

捷达等合资品牌柴油轿车停产，形成市场真空市场渴望一款好的乘用车柴油机/柴油轿车6.我国乘用车柴油机的发展趋势乘用车柴油机研发力度加强科技部设立柴油轿车技术专项开展研究十二五柴油出租车示范工程（上海）