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柴油机发电机组

中国内燃机工业协会与国际内燃机协会的互动情况_车家号_发现车生活_汽车之家

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来源:柴油机发电机组    发布时间:2023-11-04 16:36:56

  随着我国内燃机工业的加快速度进行发展,内燃机动力产品在高效节能与绿色环保方面获得全方位提高,同时内燃机的技术发展空间和市场潜力依然广阔。本期,我们推出《中国内燃机工业协会与国际内燃机协会的互动情况》,介绍和交流了我国与国际上有代表性的内燃机动力产品排放法规动态及其高水平质量的发展要求,旨在进一步推进内燃机绿色技术创新及标准化应用。

  国际内燃机工业协会年会是由全球主要内燃机行业协会如美国EMA、OPEI、欧洲ERUOMOT、EGMF、中国内燃机工业协会、日本LEMA、JICEF、JSEMA、印度IDEMA倡议举行的,每年的年会围绕非道路柴油机、小通机、船用发动机、固定源用发动机、火车和机车用发动机进行全球排放法规的交流研讨,以协调全球内燃机工业界的立场。参加该年会,可率先了解全球排放法规动态,并与内燃机相关细分市场全球领先企业建立密切联系。

  2018年6月11—14日,国际内燃机工业协会第六次年会在比利时布鲁塞尔召开,会议由欧洲内燃机工业协会主办。来自美国EMA、OPEI、欧洲EUROMOT、EGMF、中国内燃机工业协会、日本LEMA、JSEMA、JICEF和印度IDEMA共9家成员协会及相关会员企业约50位代表参会,会议设非道路柴油机、船用发动机、固定源用发动机、小通机和火车用发动机5个专题,相关协会围绕上述专题分别介绍了美国、欧盟、中国、日本、印度和世界别的地方的排放标准法规动态,并进行了充分交流讨论,会议确认国际内燃机工业协会第七次年会在中国召开,由中国内燃机工业协会主办。

  完整的欧洲非道路柴油机第五阶段排放标准包括2016/1628、2017/654(技术内容)、2017/655(在用监测)、2017/656(行政)共4个部分。关于在用监测,在2025年之前只用于数据收集,现有的2017/655版本只包括56~560 kW的变转速非道路柴油机,2018年会决定在用监测是否会扩展到其他发动机类别,关于子类别的发动机及相应的在用监测方法在讨论中。

  日本正在评估制定下一阶段非道路柴油机的排放标准,目前的关注点包括:针对汽油和LPG燃料的非道路机械引入瞬态测试循环,设定更严格的限值。日本LEMA的观点是相应的法规与美国或欧盟保持一致,关于PEMS和PN的要求,非道路机械的导入日期要晚于道路车辆。预计到2020年9月将发布下一阶段排放标准的政策。

  针对建筑车辆机械和拖拉机用的柴油机,对于19~560 kW功率段,印度非道路柴油机第四阶段的排放标准将和欧洲现行标准保持一致,对于37kW功率段及以下产品,在印度第五阶段排放标准实施之前,将保持印度第三阶段限值。印度第四阶段排放限值将于2020年10月1日起实施。印度第五阶段的排放标准与欧五保持一致,将于2024年4月1日起实施。2026年4月前,将强制实施在用监测。自2008年4月1日起,微耕机实施新的排放标准,相应的限值为:HC+NOx排放限值9.5 g/(kW·h), CO排放限值5.50 g/(kW·h),PM排放限值0.8 g/(kW·h)。

  中国生态环境部2018年3月31日已完成《非道路移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术方面的要求(征求意见稿)》的意见征求。主要关注点包括:增加PN的限值要求,增加机械卫星定位的要求,增加排放控制区要求,增加NOx和PM限值控制要求,增加PEMS要求,加强排放监管和管理的要求,改进非道路瞬态测试的要求。在完成后续相关流程后,预计于2020年实施。介绍“打赢蓝天保卫战”的相关背景及后续的相关工作。介绍装用柴油机的非道路移动机械排气烟度测试方法和限值标准、非道路移动机械噪声标准和柴油机能效等级标准的进展,介绍非道路大型点燃式发动机排放标准现状及规划目标。

  2017年,美国EPA对于非道路柴油机没有发布新的要求,美国加州也没有新的法规活动,对于小型非道路柴油机,美国加州开展了减排技术的研究,对于19 kW以下非道路柴油机,适合应用DPF技术,对于19~56 kW非道路柴油机,适合应用SCR技术。

  UNECE R96 05系列标准已生成,该系列标准已将欧洲五阶段标准涵盖进去,不包括2017/655(在用监测),不包括轨道车辆和内河用发动机应用,也不包括欧洲五阶段标准中已删除的过渡条款和替换用发动机相关联的内容。该系列标准预计2018年底可以出版。

  从2015年1月起,韩国实施Stage IV /Tier 4f标准。从2017年起,韩国已开始讨论下一阶段的排放标准,有可能采用欧洲非道路柴油机第五阶段标准,在用的有关要求也会采用欧五的要求,2018年底发布相应草案。

  2017年,加拿大针对非道路大型点燃式发动机和非道路柴油机没有出台新的标准,只是对现有标准的一些技术内容做了一些修订,比如对替换用发动机的豁免,在紧急状况下AECDs可以不适用于SCR等,预计2019年初标准生效。

  2017年11月,智利圣地亚哥大都市区批准了减排方案,从2020年1月开始实施欧洲三阶段A/美国Tier 3标准,2022年1月实施欧洲四阶段/美国Tier 4F标准,但在标准中没有可操作的实施细节,如对认证、进口等的规定。对于全国范围的标准,最终发布的日期还不清楚,目前得到的信息是和圣地亚哥大都市区相同的节奏实施,但实施的细节还不清楚。

  2018年初,土耳其对非道路柴油机标准做了修改,对先前阶段的已销售发动机给与2年的消化期。

  以色列预计将采用非道路柴油机欧五标准并同步实施,也可能允许销售在美国生产的已取得美国EPA 4F认证的非道路机械,但这一些内容还未确定,预计将作为2019年进口要求文件的一部分来发布。

  从2017年10月30日起,俄罗斯已经实施欧洲第三A阶段非道路柴油机排放标准。

  欧盟对于固定源用的往复活塞内燃机有指令要求。在欧盟层面,对于发电大于50 MWth的发电厂,适用的排放指令是2010/73/EU,该指令对新的、在用的稀薄燃烧气体发动机有排放限值,对燃油发动机没有排放限值,预计到2021年,欧盟各个国家将对大型电厂使用的气体或燃油发动机有排放限值要求。对于单个发电小于50MWth的发电厂或由多个单台发电小于15MWth但累计发电大于50MWth的发电厂,其适用的排放指令是2015/2193,该指令对气体发动机(包括双燃料发动机)和燃油发动机有排放限值要求。在欧盟的各个国家层面,可以制定比欧盟更严格的排放限值要求或提出额外需控制的排放成分,因此如果在欧盟开展固定源用发动机的相关项目,检查欧盟相关成员国的要求更有意义,也是必须的。针对2015/2193指令,在2020年1月1日前,要评估是否设定最低能效的标准;评估是否要增加CO的限值;相应的评估每10年要开展1次,以便确定对新建的中型发电厂是不是适合制定更严格的排放限值。

  日本对于发电装置的合规标准很复杂,涉及振动、噪声、能源合理使用、电力装置工业法、空气污染控制法等。日本空气污染控制法第97部分是1988年2月发布的,针对固定源用发动机。该法案条例控制工厂和工作场所的烟度、灰分、VOC和颗粒物。涉及的发动机包括柴油机和气体机,给出了相应的NOx排放限值。对柴油发动机而言,还需根据发动机的缸径,将NOx排放限值分别给出。针对柴油机和气体机,根据不同的使用区域,还给出了灰尘的限值。SOx排放也需要控制。地方政府根据发动机类别相应给出柴油机和气体机NOx排放限值。NOx、SOx、PM、O2的测试方法也分别给出。

  印度目前没有柴油机水泵的排放标准。对于发电机组,有相应排放标准。对于NG或LPG驱动的发电机组,印度根据不同的功率段提出了对NMHC+NOx/RHC+NOx和CO的排放要求。对于柴油与NG或柴油与LPG的双燃料发电机组,印度根据不同的功率段提出了对NMHC+NOx/RHC+NOx/THC+NOx、CO、PM和烟度的排放要求,上述要求从2016年7月1日起开始实施。印度针对800 kW以下的柴油发电机组已考虑下一阶段的排放标准,印度ARAI在负责相关具体工作,从目前的草案看与全球有关标准并不协调。对于功率大于800 kW的柴油发电机组,按照电厂的相关排放标准来执行,标准的限值依据地域、装机容量、所用燃料来划定,对NOx、NMHC、PM、CO、燃油中的硫含量、燃油成分和电厂烟囱高度有要求。

  中国目前没有发布固定源用发动机的全国排放标准。2014年,中国环境部已立项制定该标准,目前的标准进展是准备征求意见稿阶段,于2018年开始意见征求。北京市已有固定源用发动机的区域标准DB11/10566-2013,针对新建和在用的发动机,该标准分别从2014年1月1日和2016年1月1日实施,控制的排放污染物包括PM、NOx、CO、NH3。

  美国纽约慢慢的开始修订现行的固定源用发动机排放标准,相关的意见征求截止到2018年6月27日,预计到2020年开始实施;宾夕法尼亚州也在修订现行的固定源用发动机排放标准;犹他州针对固定源用发动机的新的标准2018年3月5日生效。

  加拿大正在制定固定源用发动机的排放标准, 2018年底会提出标准草案,标准草案将尽可能与美国EPA标准协调一致。

  印度尼西亚对热电厂用的柴油机有排放限制要求。对于燃油或燃气的发动机,对总颗粒物、CO、NOx、SO2及不透明性有限值要求。

  欧洲ODELIA于2016年发布报告,认为绝大多数机械的噪声需要降低。目前相关机构和社会公众正在对该报告做评估, 2018年7月底完成评估,预计最早在2019年底前发布最终建议。关于机械指令,目前的状态是指令总体上适用,但一些条款有必要进行澄清,行政条款需要简化并需要加强监管。另外,由于数字技术的发展,一些条款需要额外的评估。预计最早在2019年底前发布最终建议。RoHS2将于2019年7月22日开始实施,适合使用的范围将包括小通机。REACH指令目前没有必要进行修订,但建议加强监管。小通机的欧五标准将取消小批量的豁免,增加化油器防调整的有关要求,新的测试和计算方式,使用E10燃料,这些将和美国EPA 1054/1065标准相协调。欧五标准将加强一致性监管和市场监管,并加强相关监管信息的共享。从2018年1月1日起,所有的型式认证一定要按照欧五标准,从2019年1月1日起,所有新生产的发动机必须取得欧五认证,对于欧二状态的发动机和机械有过渡条款。不需要对NRSh-v-1a、NRSh-v-1b和NRS-vr-1a类发动机再额外开展在用监管。电池技术目前还没取得根本性突破,在单位体积内的包含的能量方面与燃油发动机还有很大的差距。从产品整个生命周期的碳排放来看,燃油链锯和电链锯差别不大,并且2种产品都是在使用阶段的碳排放占主导,且都有较大的改善空间。

  日本2010年小汽油机的产量为1200万台,产量近些年变化不大,其中海外生产的四行程发动机占最大份额,海外生产的比例达到80%。对于小通机而言,日本政府没有制定相应排放法规,而是由LEMA从2003年开始制定自愿性标准,从2014年开始步入第三阶段,与美国EPA3基本一致。

  印度对汽油发电机组有排放标准限制,分类方式和限值与其他几个国家不一致,CO排放限值比较严,目前正在制定下一阶段的排放标准,进一步加严排放限值。

  中国目前正在制定小通机第三阶段排放标准,2014年由环境部立项,由天津内燃机研究所负责牵头编制,目前处于准备征求意见稿阶段。与第二阶段排放标准相比,制定中的第三阶段排放标准将加严尾气排放限值,逐步增加蒸发排放的要求,针对环保信息公开的有关要求调整相应管理条款,增加排放关键零部件如催化转化器的一致性监管。同时会考虑温室气体排放、在用测试、不同海拔高度的适应性要求及推荐劣化系数等方面。第三阶段排放标准预计2019年发布。报告还介绍了第四阶段排放标准的预研情况,涉及进一步加严限值,增加新的排放控制污染物,测试方法的变化,新的监督管理要求,以及与噪声、燃油耗等标准的协调。报告具体介绍了已开展的小通机PM研究的进展和下一步计划。报告还分享了小通机油耗标准、非道路移动机械噪声标准、点燃式发动机能效指令标准的进展。

  美国EPA允许使用CARB LEV III E10燃油作为认证燃油。美国EPA没考虑制定下一阶段的排放法规,美国EPA继续将工作重点放在合规性和监管,如生产线排放测试、确认测试、选择性抽查测试和实验室审核。对于美国加州而言,从2013年开始,认证和测试要求与美国EPA 1054/1065尽可能一致。美国加州在2017年11月份修订了蒸发排放的有关要求,目前在准备下一阶段的排放法规,但其进度比计划滞后,排放限值还没有确定。

  加拿大在2017年10月发布了新的小通机排放法规,从2019年型式开始实施,与美国EPA 1054/1060法规协调一致。同时在美国和加拿大销售,可以直接用美国EPA的证书。

  澳大利亚在2017年12月发布小通机排放法规,只涉及尾气排放,与美国EPA 1054法规一致,可以直接接受美国EPA,CARB,欧盟和加拿大的排放证书,也可接受采用美国ABT认证的机器。该法规从2018年1月开始实施,从2018年7月1日起,进口的发动机需要满足该法规,从2019年7月1日起,市场上销售的发动机需满足该法规。

  泰国目前正在考虑制定小通机排放标准,计划是美国EPA二阶段的水平。泰国还有自愿性的能耗标签要求。

  欧洲的轨道车辆需要采用欧盟认证的发动机。从2006年开始对轨道车辆有要求,从2009年开始对火车用发动机有要求,相应的发动机需要满足欧洲第三A阶段的限值要求。从2012年开始,所有新生产的轨道车辆和火车需采用满足第三B阶段限值要求的发动机。从2021年开始,市场上销售的发动机需要满足欧五阶段限值要求。轨道车辆的发动机后续也将有在用监测要求。对于火车用发动机采用F-循环进行排放测试,对于轨道车辆用发动机采用C1循环进行排放测试。对于火车用发动机而言,欧五的要求和欧三B没有变化,对轨道车辆而言,会增加PN的要求。

  印度目前没有针对火车用发动机的排放标准,但已开始考虑制定,印度CPCB已提出一个过渡性的排放标准,针对不同的火车类型,对CO、NOx、HC和PM排放提出限值要求。印度还提出使用排放测试车来监控火车用柴油机的排放。印度铁路已委托第三方RITES来研究火车用发动机的排放并制定排放标准。

  中国目前没有关于火车用发动机或轨道车辆用发动机的国家排放标准,2017年国家铁路局发布TB/T 2783—2017标准,给出了轨道车辆和火车用发动机的排放限值,排放水平相当于国际铁路联盟UIC的ⅢA水平。

  欧洲在欧五的排放法规包括了内河用船只,相应的要求是全球最严的。排放要求涉及THC+NOx、CO、PM、PN,其中PN要求只针对功率大于300 kW的发动机,对该类发动机有在用监控要求,但详细要求还没有发布,预计将通过对(EU)2017/655指令的完善在2018年底发布。对于娱乐用船机,适用2013/53/EU,与美国娱乐用发动机第三阶段要求协调一致。

  日本的船用发动机遵循IMO MARPOL ANNEXVI法规,主要涉及NOx、SOx和PM的排放,对于内河用船舶没有排放法规要求,对于温室气体排放、CO2和能效,遵循IMO MARPOL ANNEX VI(EEDI and SEEMP)要求。针对IMO提出的燃油硫含量和炭烟的新要求,日本正在开展相关评估测试。

  2016年8月,中国环境部发布船用发动机的排放标准,标准从2018年7月1日起实施。中国船级社基于该标准发布了实施指南,自2018年3月14日实施。环境部将于2020年制定3项国家标准,计划2022年发布,包括船用柴油发动机噪声限值GB11871—2009标准的修订、船用柴油机排气烟度限值GB8840—2009的修订、船用柴油机尾气排放限值和测量方法GB15097—2016标准的修订。

  美国的EPA T3标准将是不使用排放后处理技术所能制定的最严格标准,在使用排放后处理技术的前提下,美国EPA T4将会是船用发动机最严格的排放标准。从2016年1月1日起,北美NECA开始实施,美国通过豁免条款允许美国的船只在美国水域用满足EPA T3/T4标准来代替IMO T3标准。

  MEPC第71次会议决议将北海和波罗的海作为NECA,有关要求从2021年1月1日起实施,在NECA中,将实施IMOT3标准。会议上还确认了2017 SCR认证指南。确定在2020年1月,硫含量的目标是0.5%。MEPC第72次会议讨论了温室气体排放有关问题。通过对新船实施EEDI降低碳强度,与2008年相比,希望到2030年碳强度下降40%,到2050年碳强度下降70%。到2050年,与2008年相比温室气体排放下降50%。PPR5批准了炭烟报告协议,在PPR6上将会讨论怎么来降低炭烟排放。

  澳大利亚从2018年7月1日起,进口的船用汽油机需满足排放要求,从2019年7月1日起,市场上销售的船用汽油机需满足排放要求,排放要求与欧盟2013/53/EU (RCD2)和美国 40CFR part 1045协调一致,澳大利亚可接受美国EPA、CARB、欧盟和加拿大的排放认证,包括采用ABT认证方式的美国EPA认证。

  对于非道路柴油机,美国和欧盟在排放标准法规制定方面是第一梯队,双方的标准法规协调性好,并被UNECE R96 05采用,对其他几个国家的标准法规比较关注,跟踪及时,并希望可以影响其标准法规制定,以和其标准法规体系相一致。日本的标准法规紧跟欧美,协调一致。印度比较特殊,是针对机械提出排放要求,但排放要求采用欧洲体系。其他几个国家和地区也是根据本国的详细情况采用美国和欧盟的某一阶段的排放法规。中国由于特殊的减排压力,在排放管理方面提出了多项新要求,相应的一些技术方面的要求来自美国和欧盟不同阶段的排放标准,协调一致性不好。但总体而言,针对该类发动机,全球的标准法规协调性很好。加强在用监测将是一个技术动向。

  对于固定源用发动机,相应排放要求很复杂,国家之间的协调性较差,美国、欧盟和日本有较完善的体系,我国在这方面刚刚起步。

  对于小通机而言,全球法规协调一致性较强,我国该类产品与国际的接轨程度最好。蒸发排放、在用监管和E10燃料是标准主要动向。

  对于火车用发动机,目前主要是美国体系和欧盟体系,我国目前还没有全国排放标准,只是在行业标准中提出了相应的排放指标,且落后于欧美现行的排放标准。

  对于船用发动机,IMO制定的相应要求起主导作用,我国在这方面的标准刚刚起步。炭烟排放、燃油中硫含量、温室气体排放和能效是标准发展趋势。