摘要:在城市道路上作业的大量环卫车是双发动机车辆,其中的副发动机(第二发动机)很多采用了国1、国2或国3排放标准,这些大功率的高排放副发动机排出的尾气严重污染了城市空气。相关国家标准不清晰,不合理,国家公告信息公开不充分,导致执法机关无法可依,相关车辆可以随意的上公告、生产销售、上牌和上路作业。为此,建议相关部门尽快完善相关法规,对环卫车的副发动机在排放标准,新车国家公告,车辆上牌等环节进行改进,对其副发动机排放标准提出更清晰和更高的要求;并出台相关政策,引导企业生产更加环保节能的单发动机环卫车进行替代。
关键词:双发动机、环卫车、副发动机、排放、国家公告、大气污染防治法、环保、洗扫车、扫路车
1 现有问题
近年来,中国城市空气污染严重,中、大型的城市中心也通常都是空气污染的重灾区。而聚集在城市中,并在城市道路上作业的大量环卫车,其发动机废气对城市空气质量有重要影响。环卫车辆属于道路车辆,根据相关法规,目前新生产的道路车辆排放标准需要满足国5标准,到2020年7月还需要满足国6a标准。但是,事实并非都是如此。
在环卫车辆中,很多种车型采用双发动机传动方案,比如洗扫车、扫路车、吸尘车、抑尘车、高压清洗车等。这些环卫车绝大多数都是总重量大于3.5吨的重型柴油车,通常带有两个柴油发动机,其中位于底盘的主发动机驱动车辆行驶,另一个位于车架上面的副发动机驱动作业装置工作(比如驱动风机,水泵,油泵等)。这些双发动机环卫车的主发动机目前都采用国5标准,但是副发动机绝大多数采用了国1或国2标准,剩下的少数也只是采用了国3标准。这些副发动机通常都是50至150kw的大功率柴油发动机,并且在作业状态下都是长时间接近满负荷运行,油耗巨大,排放的废气污染严重。这些双发动机环卫车在中国的年产量在3万至5万台左右,而市场保有量则在15万至30万台。这些数量巨大的、高排放的双发动机环卫车让城市的空气质量雪上加霜。
举个例子来说明环卫车副发动机的排放问题有多严重。在双发动机环卫车中,数量最大的应该是5160系列洗扫车,通常采用东风天锦210底盘,整车满载重量在16至23吨。该车辆只有很少的时间用于车辆高速转场,其它大部分时间用于低速扫路作业。在扫路作业模式下,底盘国5标准的主发动机只需要驱动车辆低速行走(车速7km/h),主发动机只需要怠速运转,实际输出功率只有5kw左右;而副发动机通常采用东风康明斯的国1或者国3排放标准的6缸柴油发动机,额定功率在118kw左右,副发动机需要驱动大功率的风机和水泵作业,实际输出功率平均在60至80kw,相当于一台40吨重型卡车在高速公路上高速行驶的功率,远远超过一台公交车发动机的平均输出功率。也就是说这种双发动机的5160洗扫车本质上是一个大功率高排放的满载重型柴油卡车,并且整个车辆的综合尾气排放水平主要由副发动机决定。
2 原因分析
是什么原因导致了大量高排放的双发动机环卫车被生产销售和使用?本文作者对相关国家法规进行了收集整理并结合个人理解,认为有4点原因,详细描述如下。
2.1 相关标准尚不清晰。
要对一辆柴油车或者一台柴油发动机的废气排放水平提出要求和进行管理,必须要有相关法律依据。我国有2项相关法律,为了进一步贯彻这两项法律,又制定了4项相关国家标准和1类通告,汇总如下:
1) 《中华人民共和国环境保护法》。[]
2) 《中华人民共和国大气污染防治法》(本文以下简称大气污染防治法)。[]
3) GB 17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》(本文以下简称国5标准)。[]
4) GB 17691—2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》。(本文以下简称国6标准)。[]
5) GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》(以下简称非道路国3标准)。[]
6) 环境保护标准 HJ***-201* 《非道路移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术要求(征求意见稿)》(以下简称非道路国4标准)。[]
7) “划定禁止使用高排放非道路移动机械的区域”的通告。[]
作者在仔细研读了这些法律、标准和公告之后,认为这些法规不够清晰,甚至不够合理,分别分析如下。在国6标准中,特别强调了该标准的应用范围包括城市车辆,明确指出了城市车辆(urban vehicles)是指主要在城市运行的公交车、邮政车和环卫车,也明确规定了2020年7月1日后新生产的城市车辆要满足6a阶段(国6a)要求(在这之前是要满足国5标准)。但是对双发动机环卫车的副发动机的排放要求,现有的国5标准和马上要实行的国6标准都没有明确提及是否要包含在国6标准中管理,这为环卫车生产企业采用高排放发动机作为环卫车副发动机找到了借口。
另外,在非道路国3标准和非道路国4标准中,首先在标准的适用范围中有这样的文字描述 “本标准规定了非道路移动机械用柴油机和在道路上用于载人(货)的车辆装用的第二台柴油机排气污染物排放限值及测量方法。”。因为环卫车属于道路车辆,所以这句话的意思应该是说该标准适用于环卫车的副发动机(第二台柴油机)。但是令人奇怪的是,标准强调了将近二十种类非道路移动机械,比如工程机械、农业机械、林业机械、渔业机械、发电机组和机场地勤设备等,但自始至终都没有提到“环卫车辆”这非常重要的一种车辆类型。鉴于国情和整机使用的现实特点,目前中国绝大部分地区,新生产的道路用柴油机要求满足第5阶段排放(国5),而非道路用柴油机只要求满足第3阶段排放(本文也通俗的称为非道路国3)。如果环卫车的副发动机被归属为非道路用柴油机,那么根据现在实行的非道路国3标准,环卫车的副发动机只要满足国3标准即可。
再有,在2018年,中国有几十个重点城市发布了“划定禁止使用高排放非道路移动机械的区域”的通告,其依据的主要来源是《中华人民共和国大气污染防治法》和国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》。但是在这些通告中,都没有明确提到环卫车,更没有对环卫车的副发动机排放水平做任何要求。也就是说,环卫车的副发动机排放水平,完全不受这些公告限制。
对于这4项国家标准和这1类公告中描述的内容和观点,作者也并不完全赞同。现在分析如下。从排放和用途的角度来说,柴油机分为道路用柴油机和非道路用柴油机两类。通常情况下,道路用柴油机用在道路机动车辆上,而非道路用柴油机用在非道路移动机械上。非道路移动机械一般指工程机械和农业机械等,比如挖掘机、装载机、叉车等,通常不会在城市道路上行驶和作业,不需要上国家公告,也不需要上牌。这些非道路用机械,通常都工作在城市郊区和荒郊野外,其尾气排放对城市的影响相对小很多。但是环卫车辆不一样,不能和挖掘机这些非道路移动机械相提并论。想一想,我们国家为什么对道路用柴油机排放采用国5或更高标准的要求,就是因为道路机动车都聚集在城市的道路上,对城市空气质量有更重要的影响。环卫车辆主要工作在城市中心,并始终在道路上作业,其副发动机的废气排放对城市空气质量有严重影响。因此环卫车辆的副发动机不应该被归属为非道路用柴油机,更不能简单的采用非道路国3标准进行约束。相比主发动机,双发动机环卫车的副发动机排出的废气更多,污染空气更严重,所以作者认为,用非道路国3标准对其副发动机进行限定是完全不合理的,而应该按照道路用柴油发动机排放标准(国5或者国6)进行限定。
换个角度来说,国家对柴油机进行分类管理,不应该根据它是否驱动车辆行走来分类,而应该根据它是否在道路上使用,特别要考虑是否在城市道路上使用来分类。“道路用”和“非道路用”这两个词是来自英语“on road”和“off road”,或者“on highway”和“off highway”,若将这些英语直白的翻译过来应该是“在道路上的”和“离开道路的”。双发动机环卫车就是始终在城市道路上行驶和作业的道路车辆,它就从来都没有离开过道路。如果按照这个意思来理解,双发动机环卫车的副发动机就是一个彻底的在道路上使用的发动机。
2.2 双发动机环卫车信息公开不充分
由工信部公示的《道路机动车辆生产企业及产品公告》[](本文简称国家公告)可以比喻成是新车的准生证,没有上国家公告的车是不允许生产和销售的。任何企业需要申报新的车型并上国家公告,必须遵守工信部制定的《道路机动车辆生产企业及产品准入管理办法》(本文简称产品准入管理办法)。在产品准入管理办法中,明文规定如下:第六条,申请道路机动车辆产品准入的,应当具备下列条件:生产的道路机动车辆产品能够满足安全、环保、节能等技术标准件。第八条,申请道路机动车辆产品准入的,应当向工业和信息化部提交下列材料:道路机动车辆产品主要技术参数,包括表征道路机动车辆产品基本特征的参数,与道路机动车辆产品安全、环保、节能等相关的参数。
根据产品准入管理办法,我们不难看出,副发动机的性能和排放标准是和双发动机环卫车的环保性能密切相关的,是必须由企业提供并通过工信部审核和公示的。但是令人费解的是,在国家公告中,环卫车型公开了主发动机的基本性能信息,包括发动机型号和满足的排放标准,但是并没有公开双发动机环卫车的副发动机的任何信息。也就是说,这个新车的准生证不看环卫车的副发动机,只看主发动机;只要主发动机满足排放标准,那么就认为整车满足排放标准,企业就可以拿到新车准生证,可以生产销售了。作者认为这不是工信部的原始初衷,这应该是相关制度没有充分细化和执行到位,没有考虑到部分环卫车辆带有副发动机这种特殊情况。
2.3 车管所等法律执行单位无法可依
环卫车辆是专用车辆,是由改装厂家在车辆底盘的基础上改装而成的,所以伴随着环卫车一生的有两个合格证:第一个合格证是由底盘厂家提供的底盘合格证,其中包括了主发动机的信息;第二个合格证是由改装厂家提供的,内容也就是国家公告的内容,目前其内容并不包含对副发动机的任何描述。环卫车都是在马路上行驶和作业的,都属于道路机动车。而一辆道路机动车要想能够上路行驶和作业,必须先要去车管所上户、车辆上牌。车管所隶属于公安局交通管理部门,其重点工作就是根据这两个合格证对车辆进行检验。但是由于无法可依,车管所也只是对环卫车的主发动机进行排放测试,并不会去检查副发动机的型号和排放标准。所以,即使一个装有国1副发动机的环卫车也是可以轻易上牌和上路作业的,这种现象在国内各大城市普遍存在。
毫无疑问,同样性能的发动机,国5的一定比国3的贵,国3的一定比国1的贵。因为没有明确的法律规定和限制,因为车辆上国家公告、上牌和年检都不需要提供副发动机的任何信息,所以目前在中国,没有环卫车企业用国5的发动机作为副发动机,一流的环卫车企业考虑到社会责任和企业品牌,通常采用国3发动机作为副发动机,而很多中低端的环卫车企业通常采用国1发动机作为副发动机。对于用户来说,只要能够正常使用,价格是先决条件,那么更便宜的国1副发动机就是第一选择了。
2.4 环保节能型单发动机环卫车缺乏政策的鼓励和引导
其实,一些环卫车领军企业已经意识到了环卫车副发动机的高排放高污染问题,在最近的五年内研发出了多款更加环保节能的单发动机环卫车用于替代这些双发动机环卫车。这些单发动机环卫车只有一个位于底盘的国5柴油发动机,通过专用动力分流传动装置来实现车辆的行走和上装作业,因为去掉了副发动机,所以整车全面满足国5排放。又因为洗扫车是所有环卫车中价格最贵,功率最大,性能最强的路面清洁车辆,具有标杆意义,所以这些企业通常都率先推出单发动机洗扫车产品。这些单发动机洗扫车的环保和节油能力非常显著,并且由于去掉了副发动机,水箱和垃圾箱可以更大,装载能力更强,续航里程更长,振动和噪音更小,具有众多优点,从整个生命周期来看是非常有性价比的产品。
举例来说,烟台海德汽车应该是目前单发动机洗扫车产量和销量最大的企业,该公司生产的T5G单发动机洗扫车采用了全功率取力器的传动方案,海德汽车对自己生产的T5G单发动机洗扫车评价原文如下:1,清水箱容积高达11.5立方,作业时间较同类双发车型延长1/3以上;2,其作业运行费用较同类型双发动机车型可节省15至20%;3,其日常维护保养费用较同类型双发动机车型可降低40%以上;4,作业噪声较双发洗扫车可降低3.5dB左右;5,采用单发的作业模式,可使整车排放直接达到国5要求。此外,中联环境,徐工环境等企业推出的单发动机洗扫车采用了机械-液压复合传动的技术路线,在全面满足环保要求的同时,节油15%至20%,相当于每台洗扫车一年节省3万元。还有,福建龙马推出的单发动机洗扫车采用了油电解耦的技术路线,也能达到同样的环保要求。
但是单发动机洗扫车还是个新鲜事物,最终消费者要接受它需要一个过程。单发动机洗扫车的技术含量也比较高,在大批量生产之前,在制造成本和可靠性上,它和双发动机环卫车相比还缺乏优势,加上国家在这个领域并没有相关政策扶持和引导,企业也就没有很强的动力去研发和推广单发动机环卫车,所以目前企业生产的洗扫车、扫路车、吸尘车等环卫车绝大多数还是采用双发动机传动方案。
3 建议的解决方案
为了彻底杜绝高排放副发动机用于环卫车辆,确保环卫车从整车层面全面的、真正的、高标准的满足环保需求。作者建议从以下四个方面开展工作:
1) 对环卫车的副发动机给与明确的和更高标准的环保要求。最环保的方案是将环卫车的柴油副发动机(第二台发动机)明确归属为道路用柴油发动机,副发动机和主发动机采用同样的排放标准(国5)。退一步说,如果环卫车的副发动机只能被归属为非道路用柴油机,那也应该给与特别要求,不能和像挖掘机这些工程机械用的柴油机混为一谈,应该用更严格的排放标准对其进行要求,比如用非道路国4标准。
此外,一些细节办法可以作为补充。参考《中华人民共和国大气污染防治法》第八十八条要求,重点区域内有关省、自治区、直辖市人民政府应当实施更严格的环卫车副发动机大气污染物排放标准。参考《中华人民共和国大气污染防治法》第六十一条,城市人民政府可以根据大气环境质量状况,划定并公布禁止使用带有高排放副发动机的环卫车的区域。参考《中华人民共和国大气污染防治法》第一百一十条至第一百一十四条,对不公开副发动机信息的环卫车生产企业,对生产和使用带有高排放副发动机的环卫车的企业和用户,给与经济处罚。
2) 在新车型上国家工信部公告时,相关国家机关要对环卫车的副发动机环保指标给与充分的公开和加强监管。参考《中华人民共和国大气污染防治法》第五十一,五十二,五十五条要求,为达到信息充分公开并接受监督的目的,企业的新车型在上国家工信部公告时,对双发动机环卫车必须要公开其副发动机的型号和排放标准,对副发动机不满足环保要求的环卫车不予颁发合格证。此外,对国家公告中已经公示的现有车型,要求企业对原有双发动机环卫车的公告信息限期进行补充,必须增加副发动机型号和环保信息,对副发动机不满足环保要求的环卫车,责令企业立刻停止生产。
3) 在新车上牌和车辆年检时,公安局下属的车管所要对环卫车的副发动机进行检验审核。对副发动机不符合环保标准的环卫车,新车不予上牌,旧车不予通过年检。
4) 鼓励企业和用户采用单发动机环卫车替代双发动机环卫车。参考《中华人民共和国大气污染防治法》第五十条要求,国家可以采取财政、税收、政府采购等措施鼓励企业研发和推广节能环保型柴油机环卫车,特别是更加节能环保的单发动机洗扫车、扫路车、干扫车、吸尘车等车型。
参考文献
[1]《中华人民共和国环境保护法》,由中国第十二届全国人民代表大会常务委员会第八次会议于2014年4月24日修订通过,自2015年1月1日起施行。
[2]《中华人民共和国大气污染防治法》(本文以下简称大气污染防治法),国家法律及全国人大(常委会)文件,主席令第三十一号。
[3]GB 17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》(本文以下简称国5标准),环境保护部,2005年颁布,2008年修改。
[4]GB 17691—2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》。(本文以下简称国6标准),生态环境部与国家市场监督管理总局联合发布,2018年6月颁布,2019年7月1日起实施。
[5]GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》(以下简称非道路国3标准)。环境保护部。2014-05-16 发布,2014-10-01 实施。
[6]环境保护标准 HJ***-201* 《非道路移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术要求(征求意见稿)》(以下简称非道路国4标准)。环办标征函[2018]9号 环境保护部 生成日期: 2018年02月22日。
[7]通告:“划定禁止使用高排放非道路移动机械的区域”的通告。见各城市通知。
[8]《道路机动车辆生产企业及产品准入管理办法》,中华人民共和国工业和信息化部令第50号,2018年10月24日经工业和信息化部第5次部务会议审议通过,自2019年6月1日起施行。
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