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商用车国Ⅳ实施需车用尿素给力

浏览次数: 日期:2013年9月18日 15:59

  在2013上海国际车展上,绿色、环保是不少商用车厂家主打的宣传点,特别是随着国Ⅳ实施日期的临近,商用车厂家和零部件企业的工作重心都在向国Ⅳ转移。

  而国Ⅳ的顺利实施,离不开合格的车用尿素产品。

  对国Ⅳ顺利实施至关重要

  气候变暖,环境保护形势日益严峻。数据显示,2011年,全国机动车排放污染物5700多万吨,包括氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和颗粒物等,其中汽车排放的氮氧化物和颗粒物超过85%,碳氢化合物和一氧化碳超过70%。此外,大约占汽车保有量不到20%的重型柴油车排放了60%左右的氮氧化物。

  在此大背景下,柴油车排放的氮氧化物和颗粒物对人类健康及大气环境的危害已引起高度关注。世界各国都在致力于减少这两项排放物的研究,包括提高燃油品质、实施机内净化技术和尾气后处理的机外净化技术等。

  而大量实验证明,选择催化还原技术(SCR)是合适的柴油车国Ⅳ排放标准解决方案,其对含硫量的耐受性是一大优势。目前国内现行的柴油国标GB19147-2009要求含硫量≤350ppm,SCR可耐350ppm的含硫油品,因此有推广的技术基础。由于采用SCR技术的国Ⅳ发动机燃油经济性比EGR技术好,对发动机改动小,对燃油和机油要求较低,在技术升级连续性上具有优势,SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的风险,因此SCR技术是适合我国国情的重型柴油车减排技术路线。

  据了解,SCR系统包括尿素罐(装载柴油机尾气处理液)和SCR催化反应罐。SCR系统的运行过程为,当发现排气管中有氮氧化物时,尿素罐自动喷出柴油机尾气处理液,尾气处理液和氮氧化物在SCR催化反应罐中发生氧化还原反应,生成无污染的氮气和水蒸气排出。由此可见,SCR系统必须依靠尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此,车用尿素是重型卡车、客车等柴油车实现国Ⅳ排放标准的必备产品。

  需求潜力大

  车用尿素已经在欧美市场广泛应用,不过在国内,这一蓝海市场尚未打开。

  有报道称,由于国Ⅳ标准尚未在全国强制推行,目前国内仅有北京、上海等地的公交系统在使用SCR技术。据统计,2011年,我国车用尿素消耗量在1.1万吨左右,仅占世界车用尿素溶液消耗量的1%。

  虽然起步晚、基数小,但这并不妨碍我国车用尿素市场的广阔发展前景。从2007年年底开始,北京逐步启用了使用SCR催化技术的公交车,至2012年3月,已有7000多辆达到国Ⅳ标准、数百辆达到国Ⅴ标准的公交车投入使用。

  上海市从2009年11月1日开始,在新车登记注册过程中对所有轻型汽油车以及公交、环卫、邮政车辆提前实施国Ⅳ标准,目前上海市约有400多辆公交车达到国Ⅳ标准。

  中国汽车工业协会相关负责人介绍说,未来数年内,车用尿素市场将经历一个发展壮大的过程。假设每年重型卡车的销量为70万辆,每辆国Ⅳ标准重型卡车每年消耗车用尿素2吨,那么从理论上说,仅重型卡车市场每年就需要140万吨车用尿素,需求将呈现爆发式增长。

  更有业内人士预测,随着国Ⅳ的全面推行,国内车用尿素年需求量将达到400万~700万吨。按照中重型柴油车产量测算,到2018年,我国车用尿素市场容量将达700万吨。2012年,我国符合国Ⅳ标准的柴油车产量约为65万辆,2005~2012年,产量年均复合增长率为13.4%。如果严格实施国Ⅳ排放,假设一辆采用SCR技术的商用车平均一年需要1.2~1.5吨车用尿素溶液,按照2013~2018年产量年均增速为10%测算,到2018年,车用尿素的年需求量可达700万吨。

  如果按照柴油消耗量测算,那么到2017年,我国车用尿素市场容量至少达400万吨。2010年,我国车用柴油年供应量为8500万吨,而车用尿素溶液的需求量跟柴油消耗量成正比,约为其4%~6%,以5%中值来计算,车用尿素年需求空间为400万吨,而这一测算方法还没考虑到燃料需求的增长,否则尿素溶液的需求量更加可观。

  辽宁润迪顺势而为

  从上述介绍中不难看出,车用尿素还原剂对市场有一定的导向作用。在我国还未实施国Ⅳ排放标准的时候,市场上已经有公司在生产液体尿素还原剂并用于主机厂实验验证测试,辽宁润迪精细化工有限公司(以下简称润迪)就是其中之一。

  辽宁润迪成立于2006年4月30日,公司位于辽阳市铁西工业园区,注册资本6600万元,占地面积约110000平方米。2011年,公司营业收入5.6亿元,2011年税后利润0.48亿元。

  据悉,作为中国最大的汽车高级制动液、发动机冷却液、超级润滑油及尾气净化精细化工产品生产基地之一,辽宁润迪是中国汽车制动液国家标准制定单位、发动机冷却液国家标准制定单位。

  针对市售尿素质量距离配制尿素溶液的质量要求相差甚远且成本过高的问题,辽宁润迪自行研制的产品析晶点分别小于-25℃、-35℃的低温型国Ⅳ柴油商用车专用尿素溶液,解决了在低温寒冷地区的启动难题。现该技术已经取得两项国家重大发明专利,得到多家发动机厂及主机厂的认可。采用自制的方法,达到配制尿素溶液产品的质量要求,同时降低了产品的成本。自制尿素过程中,提高合格尿素的收率是技术的关键,辽宁润迪采用自创的方法,大大降低了成本,制出符合标准要求的尿素。尿素与自制超纯水配制出符合标准要求的尿素溶液,从而使汽车尾气排放达到国家要求的国Ⅳ标准,对保护环境起到推动作用。

  “在我国,国Ⅳ阶段尿素溶液还原剂的市场规模巨大,但是目前具备一定规模生产水平、有能力的制造商还不多。可以说市场需求大,供给能力不足。在我看来,需要将生产与研发并行,开发下一代还原剂技术,形成上下游产业链和后处理产业的行业联盟。同时需要注意的是,使用SCR后处理技术时,车辆在使用过程中对尿素溶液还原剂的添加是一个重要的课题。现在我国还没有尿素溶液还原剂的加注站(类似于加油站),所有的还原剂产品需依靠主机厂售后及市场物流配送。”辽宁润迪相关负责人告诉记者。

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  车用尿素生产要求高

  车用尿素是指尿素浓度为32.5%、溶剂为超纯水的尿素水溶液,其原料为尿素晶体和超纯水。

  国内的车用尿素主要是从工业尿素中提纯得来,其主要原理是:在温度70℃~75℃时,尿素在水溶液中发生水解;在30℃以下时,尿素重新从水溶液中结晶出来;每水解结晶一次,其纯度会得到大幅提高,一般利用工业一级尿素水解结晶一次,就可达到车用尿素标准要求,其产出比例为1.5:1。

  此外,车用尿素溶液对溶剂的要求很高。由于SCR催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果,因此车用尿素溶液必须使用电子行业一级超纯水(电阻率≥18兆欧·厘米)。车用尿素溶液会在-11℃下开始结冰,实际使用中,在-20℃时会完全上冻。目前采用的技术是通过加入改性剂降低溶液凝固点、外加加热装置等手段防止溶液凝固。

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