第一节 汽车节能标准发展过程
我国汽车行业从20世纪80年代初就开始了汽车节能标准的研究工作,制定了测定各类车辆燃料消耗量的试验方法标准,并发布了各类车辆的行业性燃料消耗量限值标准,如JB 3809—1984《载货汽车燃料消耗量限值》、JB 3806—1984《重型载货汽车燃料消耗量限值》、GB/T 12545—1990《汽车燃料消耗量试验方法》等,这些标准都是行业性标准或国家推荐性标准,没有强制约束力,起不到大幅降低汽车燃料消耗的作用。
一、乘用车节能标准的发展过程
乘用车是指设计和制造上主要用于载运乘客及其随身行李等的汽车,包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。
我国汽车节能标准主要以欧洲经济委员会(ECE)技术法规为参考对象来制定并完善。2000年,参照ECE R84—1990《关于装用内燃机轿车和轻型载货汽车燃料消耗量认证的统一规定》,修订了GB/T 12545—1990《汽车燃料消耗量试验方法》标准中轿车部分,于2001年发布了新的国家推荐性标准GB/T 12545.1—2001《乘用车燃料消耗量试验方法》。
2003年,我国首次发布了GB/T 19233—2003《轻型汽车燃料消耗量试验方法》标准,并于2008年进行了修订,它是我国现行轻型汽车节能标准法规体系建立的基础标准,对规范和统一轻型汽车燃料消耗量测定具有重要意义。该标准参照联合国有关二氧化碳和燃料消耗量测定的法规ECE R101《对装备内燃机的轿车二氧化碳排放和燃料消耗量的测量及装备电力驱动机构的M1、N1类车辆的电能消耗和行程的测量进行认证的统一规定》制订,通过汽车在底盘测功机上模拟市区、市郊行驶工况,测量二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)和烃类化合物(HC)的排放量,依据碳原子守恒原理计算汽车的燃料消耗量。2004年前我国尚无强制性汽车节能标准。
2004年,我国发布了汽车节能领域第一个强制性国家标准GB 19578—2004《乘用车燃料消耗量限值》,填补了我国在汽车节能标准方面的空白,完善了我国汽车强制性标准体系。该标准借鉴了美国和日本相应的标准与法规,并在对我国乘用车燃料消耗量进行普查和统计分析的基础上,按照整车整备质量分组的方式提出了燃料消耗量限值。
该标准完全依据我国汽车产品的技术特点和实际情况制定,以“淘汰落后产品,促进技术进步”为目标。标准分为两个阶段,第Ⅰ阶段限值基本相当于2002年国产乘用车燃料消耗量的平均水平,第Ⅱ阶段限值是在第Ⅰ阶段的基础上加严约10%。标准采用按质量分组的单车燃料消耗量评价体系,对应油耗/排放试验按整备质量分成16个不同的质量段,在每个质量段内适用统一的燃料消耗量限值;考虑到低质量车绝对油耗较低这一事实,在不同质量段之间,对低质量段的限值适当放松,对高质量段的油耗限值则适当加严,即所谓“抓大放小”的控制策略。考虑到采用某些汽车技术、特殊用途所需的汽车结构对燃油经济性造成的不利影响,将装有自动变速器、具有3排或3排以上座椅或M1类(包括驾驶员座位在内,座位数不超过9座的载客车辆)、G类(载客或载货的越野汽车)的车辆限值适当放宽。该标准采取分阶段实施的方案,对新开发车型,从2005年7月1日开始实施第Ⅰ阶段限值要求,从2008年1月1日开始实施第Ⅱ阶段限值要求;在生产车比新开发车型推迟1年实施。限值实施后,2006年,我国乘用车平均燃料消耗量为8.06L/100km,比2002年的9.11L/100km下降了11.5%。
从GB 19578—2004《乘用车燃料消耗量限值》标准开始,我国逐步建立并实施了汽车节能管理制度,陆续将乘用车、轻型商用车及重型商用车纳入《车辆生产企业及产品公告》管理,规定在我国生产并销售的车辆必须满足相应的燃料消耗量限值。
为进一步完善汽车节能管理制度,我国于2011年发布了第二个汽车节能强制性标准GB 27999—2011《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》,称为第Ⅲ阶段节能标准。该标准整体目标是推动我国汽车节能技术创新,鼓励车辆小型化和轻量化,进一步降低乘用车单车燃料消耗量水平,缩小与国外先进水平的差距,从整体上控制乘用车平均燃料消耗量水平。第Ⅲ阶段乘用车燃料消耗量限值较第Ⅱ阶段整体下降20%,到2015年下降至7L/100km,对应二氧化碳排放约为167g/km。标准继续沿用以整车整备质量作为基准参数的单车燃料消耗量评价体系,同时引入“企业平均燃料消耗量目标值”的概念,将企业作为评价对象,根据乘用车车型燃料消耗量和对应的生产、进口或销售量设定企业的企业平均燃料消耗量目标值,使企业在满足企业平均燃料消耗量要求的前提下保持产品结构的多样性。标准充分考虑了汽车企业产品规划和换型周期,设定适当的过渡期,为企业产品技术升级和换代预留充分的准备时间。有关企业平均燃料消耗量目标值的要求从2012年开始导入,但并不要求企业在第一时间达到企业平均燃料消耗量目标值,而是允许企业逐年降低燃料消耗量水平,最终在2015年达到企业平均燃料消耗量目标值要求。
2012年,国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》,明确了我国汽车节能标准的整体目标,要求2020年当年乘用车新车平均燃料消耗量达到5.0L/100km。
为落实《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》的要求,推动我国乘用车燃油经济性水平的持续改善,2012年,工业和信息化部组织全国汽车标准化技术委员会启动了乘用车燃料消耗量第Ⅳ阶段标准(2016~2020年)的制定工作。在对我国现行标准实施情况、节能技术潜力及经济成本研究分析的基础上,经广泛征求意见,形成了第Ⅳ阶段标准方案。GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》和GB 27999—2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》已于2014年12月22日正式发布。
GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》是将GB 27999—2011《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》规定的车型燃料消耗量目标值作为新的乘用车燃料消耗量限值。这一要求是在对我国乘用车燃料消耗量水平和车型分布进行系统分析的基础上,考虑未来发展确定的。据统计,到2013年底,新认证车型中,达到新的乘用车燃料消耗量限值的车型比例超过55%,其产量占比约为66%。因此,实施GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》具有较强的可行性。GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》对新认证车的执行日期为2016年1月1日,对在生产车的执行日期为2018年1月1日,为现有产品留出了3年的过渡期,充分考虑了企业投资产品回收期。
GB 27999—2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》继续采用企业平均燃料消耗量评价体系,并按整车质量分组设定车型燃料消耗量评价体系。从标准体系延续性、有效性及科学性等综合分析,决定继续采用企业平均燃料消耗量评价体系,并按整车质量分组设定车型燃料消耗量评价体系。在车型燃料消耗量设定时,为抑制车辆大型化趋势,继续采用并强化抓大放小策略,对整车整备质量(CM)较大的车辆大幅度加严车型燃料消耗量要求,适度放松小质量段车辆的车型燃料消耗量要求。考虑到较低质量段车辆的绝对燃料消耗量较低,且总体市场规模不大,对乘用车平均燃料消耗量的影响有限,将质量最小的3个质量段(CM≤750kg、750kg<CM≤865kg、865kg<CM≤980kg)的限值合并,统一采用865kg<CM≤980kg质量段的目标值要求;实际放松了CM≤750kg和750kg<CM≤865kg两个质量段的车辆目标值,受影响车辆所占市场份额约0.3%。同时,根据我国乘用车平均整备质量逐年增加的事实和趋势,将基准质量段从1205~1320kg调整至1320~1430kg,对应基准燃料消耗量不变,以避免车辆大型化导致的质量增加对燃料消耗量下降产生不利影响。
将新能源汽车及替代燃料汽车纳入适用范围,并在确定车型燃料消耗量、核算企业平均燃料消耗量时给予一定优惠。为鼓励新能源汽车发展,在2020年之前,新能源汽车非化石燃料消耗暂不考虑,并在企业平均燃料消耗量核算时给予优惠。
为鼓励汽车节能技术的发展和应用,对现有试验方法中无法体现或体现不完全但在实际使用中具有明显效果的节能技术或装置,GB 27999—2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》允许在计算企业平均燃料消耗量时依据可量化评价的原则,根据其节能效果相应减少车型燃料消耗量。
在我国汽车节能标准体系中,GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》和GB 27999—2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》是相互支撑、不可或缺的重要组成部分,两者定位和作用不同。GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》规定了我国乘用车第Ⅳ阶段燃料消耗量的最低要求,适用于我国汽车产品准入管理环节,其目的是为淘汰落后产品,促进我国乘用车燃料消耗量的全面降低。不满足GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》的车型,不能获得《车辆生产企业及产品公告》许可,不允许在我国生产、销售、注册和使用。GB 27999—2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》是在GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》的基础上,进一步从企业层面对燃料消耗量提出要求,其目的是在乘用车车型燃料消耗量满足国家最低准入要求的基础上,允许企业通过调整产品结构来满足企业平均燃料消耗量要求,给企业产品结构调整留出一定的灵活性。
《乘用车燃料消耗量限值》和《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》是贯彻落实《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》的重要措施,旨在推动我国先进节能技术发展和应用,持续降低我国乘用车燃料消耗量,使我国乘用车平均燃料消耗量水平在2020年下降至5L/100km左右,对应CO2排放约为120g/km。据测算,到2020年,第Ⅳ阶段标准将节省燃油约3500万吨,减少CO2排放约1.13亿吨。
总之,我国乘用车节能标准分为4个阶段,如图1-1所示。
图1-1 中国乘用车节能标准4个阶段
第Ⅰ阶段:GB 19578—2004《乘用车燃料消耗量限值》,于2005年开始实施。
第Ⅱ阶段:GB 19578—2004《乘用车燃料消耗量限值》,于2008年开始实施。
第Ⅲ阶段:GB 27999—2011《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》,于2012年开始实施。
第Ⅳ阶段:GB 19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》,于2016年开始实施。
中国乘用车平均燃料消耗量第Ⅰ阶段为8.06L/100km,第Ⅱ阶段为7.25L/100km,第Ⅲ阶段为6.9L/100km,第Ⅵ阶段为5.0L/100km,基本达到德国、日本等汽车发达国家的乘用车燃料消耗量水平。
二、商用车节能标准的发展过程
商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员及其随身行李和货物的汽车,并且可以牵引挂车。
2007年,我国发布了第一个控制商用车燃料消耗量的强制性国家标准GB 20997—2007《轻型商用车燃料消耗量限值》。标准以“最大设计总质量+发动机排量”作为评价单车燃料消耗量水平的基准参数,按照“最大设计总质量”和“发动机排量”对车辆进行分组,对分组内的车辆设定统一的燃料消耗量限值。同时,根据我国轻型商用车辆在结构、功能、燃料方面具有多样性的特点,按照车辆用途和燃料的不同,对汽油客车、汽油货车、柴油客车和柴油货车分别设定限值要求;对柴油车和小排量车的燃料消耗量限值要求适当放宽;对具有专用装置的作业类车辆不作要求。考虑到采用某些新技术如自动变速器而带来的燃料消耗量增加及车辆特殊用途所需的车辆结构对燃油经济性造成的不利影响,将N1类(最大设计总质量不超过3500kg的载货车辆)全封闭厢式车辆、N1类罐式车辆、装有自动变速器的车辆或全轮驱动的车辆限值适当放宽5%。该标准也采取分段实施,新认证基本型车及其变型车自2008年2月1日起直接实施第Ⅱ阶段限值要求;在2008年2月1日前认证车型的在生产车及其变型车自2009年1月1日起实施第Ⅰ阶段限值要求,自2011年1月1日起实施第Ⅱ阶段限值要求。考虑到轻型商用车辆技术水平相对较为落后,生产企业以国内企业为主,缺乏外部的技术支持,难以在短期内大幅度降低燃料消耗量水平,因此,该标准以淘汰落后产品为目标,限值要求相对比较宽松。据统计,我国轻型商用车2009年整体平均燃料消耗量为8.79L/100km,比2006年的9.85L/100km下降了10.8%。
2011年,我国发布了GB/T 27840—2011《重型商用车辆燃料消耗量测量方法》,并于2012年1月1日起实施。标准规定基本型车辆采用底盘测功机法确定燃料消耗量,变型车辆可由车辆生产企业选择采用底盘测功机法或模拟计算法确定燃料消耗量。以世界统一的重型车瞬态循环(WTVC)为基础,根据我国车辆技术特点适当调整加速度和减速度形成新的驾驶循环(C-WTVC),作为我国重型商用车辆燃料消耗量试验工况。针对不同车辆运行条件差异导致燃料消耗量差别较大的情况,对城市客车、城际客车、载货汽车、牵引车等车辆在市区、公路和高速工况的里程分布进行调查,使其与我国道路运输条件和车辆的技术特点相适应,加权计算各类车辆的燃料消耗量。
QC/T 924—2011《重型商用车辆燃料消耗量限值(第Ⅰ阶段)》标准是在GB/T 27840—2011《重型商用车辆燃料消耗量测量方法》标准的基础上,由工信部组织编制,并于2011年12月31日批准发布的,自2012年7月1日起实施,属于汽车行业推荐性标准,但按强制性对待。它适用于最大设计总质量大于3500kg的燃用汽油和柴油的商用车辆,包括货车、半挂牵引车及客车,但不适用于自卸汽车、城市客车、厢式专用作业汽车、罐式专用作业汽车、专用自卸作业汽车、仓栅式专用作业汽车、起重举升专用作业汽车及特种结构专用作业汽车。标准规定了货车(不含自卸汽车)、半挂牵引车和客车(不含城市客车)的燃料消耗量限值。
2014年,我国发布了重型商用车燃料消耗量的强制性国家标准GB 30510—2014《重型商用车辆燃料消耗量限值》。该标准是在国家推荐性标准GB/T 27840—2011《重型商用车辆燃料消耗量测量方法》以及行业标准QC/T 924—2011《重型商用车辆燃料消耗量限值(第Ⅰ阶段)》基础上制定的,适用车型更多,是评价体系及指标更完善的强制性国家标准。对于新申请型式车型,自2014年7月1日起实施;对于在生产车型,自2015年7月1日起实施。
为了实现汽车节能减排目标,汽车节能标准将不断进行修订完善。