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排放标准

美国:加州柴油风险减少计划

背景

在1998年鉴定柴油颗粒物作为有毒空气污染物(TAC)之后,加州空中资源委员会(ARB)制定了一种控制柴油PM排放的全面策略。“减少柴油机发动机和柴油发动机和车辆的颗粒物质排放的风险减少计划 - 在2000年9月批准的ARB上批准的目标,以减少加利福尼亚柴油PM排放量的75%至2020年85%。

该目的将通过一种方法组合(包括新柴油发动机和低硫燃料计划的排放法规)来实现。柴油风险减少计划的重要组成部分是用于各类使用类别的柴油发动机的措施,通常基于以下类型的控制:

  1. 改造具有排放控制系统的发动机,例如柴油颗粒过滤器或氧化催化剂,
  2. 用新技术柴油发动机或天然气发动机更换现有发动机,BOB体育APP
  3. 限制对现有设备的运行。

一旦采用了柴油风险减少计划,ARB就开始为许多类别的柴油车辆和设备开发PM排放法规。该法规具有强制性特征,需要柴油发动机运营商应用某些控制措施,但在大多数情况下包括允许选择方法的灵活性(ARB条例不应与2000年南海岸空气质量管理区的规则混淆,后来由美国最高法院无效 - 这试图禁止购买柴油车辆,无论其PM排放水平如何)

各项规例的总体目标是将柴油微粒排放减至0.01克/bhp-hr以下,相当于2007年新型重型柴油微粒排放标准bob app下载。因此,所有PM排放水平高于0.01 g/bhp-hr的现有发动机都是该法规的潜在目标。

控制设备验证程序

为了支持柴油风险减少计划下的柴油改造计划,ARB开发了柴油排放控制策略的验证计划。验证程序[3584]提供了一种评估用于在用柴油机改造的柴油机排放控制策略的PM减排能力和耐久性的方法。

根据其PM排放减排能力 - 如实验室排放检测 - 排放控制设备可以验证为1,2或3级策略(表1)。可选地,可以为他们的否定策略核实x减少的效果。

表格1
柴油排放控制策略的验证分类
污染物 减少 分类
PM减排验证
下午 < 25% 未验证
≥25% 1级
≥50% 2级
≥85%,或
≤0.01g/ bhp-hr
3级
可选的NOx还原验证
诺克斯 <15% 未验证
≥15% 以5%的增量验证

除上述排放性能外,经验证的技术还必须满足以下要求:

  • 耐久性示范:制造商必须通过现场或实验室测试证明,在运行一段时间后仍然可以实现所需的减排。表2列出了所需的耐久性演示周期。
    表2.
    最小耐久性示范期
    发动机型号 耐久性示范期
    行车 50000英里或1000小时
    越野(包括便携式)和静止 1000小时
    固定应急备用发动机 500小时
  • 保修要求:制造商必须为经过验证的排放控制装置提供质保,包括材料/工艺和排放性能。保修也必须包括发动机。如果发动机故障是由改装装置引起的,保修必须包括受影响的发动机部件的全部修理或更换费用。所需的保修期列于表3。
    表3
    最低保修期
    发动机型号 引擎的大小 保修期
    行车 轻型重型,70 - 170马力,GVWR < 19,500磅 5岁或60,000英里
    中型重型170 - 250马力,GVWR 19,500 - 33,000磅 5年或者100,000英里
    重型,250马力以上,GVWR > 33,000磅 5年或150,000英里
    重型重型,250马力以上,GVWR > 33,000磅,卡车为:
    1.通常每年推动超过10万英里,
    2.安装时里程表上的里程数小于30万英里
    2年,无限里程
    越野和静止 P <25 HP,恒定速度发动机<50 HP,额定速度≥3,000rpm 3年或1,600小时
    25马力≤P < 50马力 4年或2600个小时
    P≥50惠普 5年或4,200小时

    如果制造商在加州以外销售经ARB验证的改装技术,ARB要求该改装技术在ARB授权的保修范围内销售。BOB体育APP

  • 二氧化氮排放限制:第一个版本的议定书包括一个后控制NO2排放限制定义为总基线NOx排放的20%(质量) - 后来暂停。修改的第号码220%的限制为2007年生效,2009年的20%有效,适用于新的和现有的验证。修改的限制被定义为基线没有增加增量的最大百分比2排放水平。例如,对于带基线没有的发动机2分数为12%,它对应于总体没有22007/2009年度的氮氧化物排放量分别为42%/32%。在测试前必须对设备进行预处理,以去除任何储存的可能与NO反应的PM2
  • 氨排放限制:经过验证的技术不得增加NHBOB体育APP3.通过用于支持减排权利要求的任何测试循环,在尾管处的排放量大于25ppm的尺寸大于25ppm。

采取了控制法规

已采用的柴油微粒管制规例包括以下规则:

  1. 公共交通机构船队,
  2. 固体废物收集车辆,
  3. 空转规则和APSs,
  4. 运输制冷单位,
  5. 货物装卸设备,
  6. 商业港口工艺,
  7. 运货马车运送卡车,
  8. 公共舰队,
  9. 卡车和巴士车队(包括私人舰队),
  10. 使用越野柴油车,
  11. 固定和便携式柴油发动机,
  12. 船用发动机

公共运输机构车队

公共交通巴士车队规则于2000年2月被采纳,并在随后几次修改[CCR 13,1956.2]。该监管适用于城市公共汽车,被定义为由沉重的重型柴油发动机提供动力的车辆,能够携带15个或更多乘客,主要用于城市间运营。根据该规则,加利福尼亚州舰队运营商必须在“柴油道路”之间进行选择;和“替代燃料路径”;为他们未来的城市公交车采购。替代燃料路径要求每年通过2015年购买或租赁的85%的公共汽车被替代燃料所促进。留在柴油路径的过境运营商可以购买柴油燃料的公共汽车,但需要遵循更具侵略性的减排时间表。当规范完全实施时,两条路径上的总线会产生相同的接近零排放水平。

该条例提供了许多详细的规定和附表,可归纳如下:

  • 一个没有x舰队平均限额为4.8克/ BHP-HR为柴油和替代燃料路径的2002.10有效。
  • 自2002年2月7日起,必须使用超低硫柴油(15ppm重量)。
  • 2002年1月,船队的总PM排放必须减少85%的排放量。该要求在2007年在柴油路径上逐步淘汰,到2009年替代燃料路径。PM排放减少可以通过引入清洁发动机,或通过经过验证的,1,2或3个排放控制设备改造现有发动机来实现。
  • 2004-2006年新型柴油公共汽车发动机必须通过0.5 g/bhp-hr NOx、0.01 g/bhp-hr PM、0.05 g/bhp-hr NMHC、5.0 g/bhp-hr CO和0.01 g/bhp-hr甲醛排放标准的认证。(2007-2009年的一项要求已经放宽,要求客车发动机的氮氧化物含量必须达到0.2 g/bhp-hr,允许使用符合联邦标准的发动机。)
  • 零排放总线购买配额为15%,从2008年在柴油路径和2010年从2010年开始使用2008年或更多的公共汽车,通过我的2015年。

已经提出了修正案,以扩大运输车队规则,包括小型柴油和替代燃料巴士,通勤巴士,以及由运输机构拥有或经营的重型卡车。受影响的车辆称为过境车队,并须缴付车队平均数NOx限制和减少PM的要求,在2007年至2010年期间逐步实施。

固体废物收集车辆

《道路重型民用和商用固体废物收集车辆柴油颗粒物控制措施》于2003年9月通过,并于2004年7月20日生效[CCR 13,2020-2021]。该法规适用于我的1960-2006发动机公路柴油燃料重型住宅和商业固体废物收集车辆,其GVW评级超过14,000磅。实施时间表从2004年开始,持续到2011年。这项规定适用于垃圾车所有者,以及承包垃圾收集服务的市政当局。

规则要求根据指定的计划实现“最佳可用控制技术”。BOB体育APP卡车所有者提供三种最佳可用控制技术选择:BOB体育APP

  • 单独使用柴油发动机,或与经验证的柴油排放控制策略结合使用,该策略经验证符合0.01 g/bhp-hr PM排放标准,
  • 使用替代燃料发动机,或重型点火(双燃料)发动机,或
  • 应用由ARB用于特定发动机的最高级别的柴油发射控制策略。

怠速法规和APS

已采用若干法规来控制重型发动机的空闲排放:

  1. 限制的控制措施校车闲置从2003年开始生效(CCR 2480)。该规则需要校车,运输总线或其他商用机动车辆的驾驶员,每当学校100英尺范围内时手动关闭总线或车辆发动机,并在出发前重新开始超过30秒。
  2. 商业柴油车辆通过GVWR> 10,000磅受到2005年2月1日起的怠速限制的影响[CCR 13,2485]。在大多数情况下,受影响的车辆需要限制空程到不超过5分钟。
  3. 一个规则,以进一步限制新的和使用的空闲配备卧铺的柴油卡车2005年10月20日通过(尚待行政法办公室批准)。该规定包括对新发动机和在用卡车的要求,以及对卡车主发动机空转替代技术的排放性能要求。新的发动机要求MY 2008和更新的重型柴油发动机配备一个非可编程的发动机关闭系统,该系统可以在怠速5分钟后自动关闭发动机,或者选择性地满足NOx怠速排放标准30克/小时。从2008年开始,在用卡车的要求要求,无论是在州内还是州外注册的装有卧铺的卡车,当在加州任何地点空转超过5分钟时,操作人员必须手动关闭引擎。

2008年监管还包括驾驶室舒适装置的排放要求,例如内燃辅助动力系统(APS)或单元(APU)和燃料燃烧加热器。这些系统的性能要求因卡车的引擎是2007年或更高版本的模型而有所不同:

  • 从2008年开始,装有MY 2007及以后版本发动机并装有微粒过滤器的卡车将被要求通过主卡车发动机的微粒过滤器排出APS的废气,或者在APS上单独安装3级PM控制装置。
  • 配备我的2006年或较旧发动机的卡车可以使用柴油燃料的AP,而无需添加PM控制设备。

从2008年开始,所有2007年和随后的模型年卡车都配备了燃油加热器,需要符合在加利福尼亚州的低排放车计划中规定的燃油加热器排放要求。

运输制冷单元(TRU)

2003年采用了TRU监管,并于2004年12月10日生效(CCR 2477)。该法案适用于安装在加州卡车、拖车、集装箱或轨道车辆(包括州外车辆)上的柴油燃料TRU和TRU发电机组的所有者和运营商。

TRU设备必须符合表4中所示的使用性能标准:

  • 使用认证的发动机满足适用的非巡回排放标准,适用于所有受管制的污染物和使用的PM性能标准,或
  • 采用柴油排放控制策略(VDECS)的要求水平。
表4.
适用于TRU发动机的性能标准
发射类别 发动机PM认证 VDECS改造
Tru发动机<25 HP
低排放TRU (LETRU) 0.30 g / bhp-hr 2级
超低排放TRU (ULETRU) N/A 3级
TRU发动机≥25马力
低排放TRU (LETRU) 0.22 g / bhp-hr 2级
超低排放TRU (ULETRU) 0.02克/ bhp-hr 3级

表4中的发动机认证水平对应于不宽第4段PM排放标准。因此,TRU法规强制要求老款在用TRU发动机执行Tier 4 PM排放水平,并确保在长期内,25马力以下的老款发动机也使用微粒过滤器(根据Tier 4法规,这些发动机不会使用过滤器)。

TRU排放要求适用于使用年限超过7年的发动机。业主/经营者必须在以下时间表内达到TRU发动机的性能标准:

  • 我的2001和老引擎必须在2008年12月31日之前达到Letru标准,并在2015年12月31日之前达成了Ultru标准。
  • 我的2002年发动机必须在2009年12月31日之前满足Letru标准,并在2016年12月31日之前达成了Ultru标准。
  • 我的2003年和后来的发动机必须满足ULETRU标准,在单元的型号年过去的第七年12月31日(即,MY 2003发动机必须在2010年12月31日满足ULETRU标准,MY 2004发动机必须在2011年12月31日之前满足ULETRU标准,等等)。

作为满足使用内使用绩效标准的替代方案,所有者/运营商可以运行一个满足几种替代技术选项之一的TRU(例如,通过替代燃料推动)。BOB体育APP

货物处理设备

2005年12月,ARB通过了一项规则,减少移动货物处理设备的排放 - 包括起重机,叉升降机,拖拉机和院子卡车 - 在港口和多式联运轨道上运营[CCR 13,2479]。该规定于2007年1月1日生效,要求使用最佳可用控制技术(BACT)替换或改装现有发动机,以达到2007/2010年道路排放标准或Tier 4非道路排放标准。BOB体育APP

商船规例

2007年11月,ARB批准了在商业港口(CHC)船舶上的柴油燃料发动机减少柴油PM和NOX排放的规定[CCR 13,2299.5][CCR 17,93118.5]。该法规于2009年1月1日生效,包括对在受监管的加州水域运行的CHC使用的新柴油发动机和正在使用的柴油发动机的要求。该规则适用于所有CHC船舶,如渡船、游览船、拖船、拖船、船员和补给船、工作船、引航船、研究船、应急船、驳船以及商业和租用渔船。

渡船、游览船、拖船和拖船的使用要求包括满足美国环保署二级或三级船用发动机排放标准。一旦标准生效,新建造的船舶需要第4级。新建渡轮上的所有推进引擎都需要最佳的可用控制技BOB体育APP术。

海洋发动机

2005年12月,ARB通过了一项规定,限制远洋船舶(如货船、游轮和其他大型船舶)使用的辅助发动机的排放[CCR 13,2299.1]。该规则适用于辅助柴油发动机和柴油机在海洋船上运营的柴油机,位于加利福尼亚水域,24海岸的海岸。规定要求PM,NOX或SOX的排放不超过将这些发动机在以下燃料上运营的排放率:

  • MGO符合ISO 8217-2005或MDO含0.5%硫。自2007年1月1日起生效
  • 含0.1%硫的MGO。2010年1月1日生效。

根据ISO 8217-2005的规定,船用柴油(MGO)被定义为DMX或DMA级别,船用柴油(MDO)被定义为DMB级别。由于ISO 8217-2005允许在DMX中含有1.00%的硫,在DMA中含有1.50%的硫,因此在2007年的要求下,硫磺含量高达1.50%的船用柴油将被允许。

2009年,ARB不仅对辅助柴油和柴油电力发动机,而且对在加州水域内的远洋船舶上的主推进柴油发动机和辅助锅炉采用了燃料硫限制[CCR 13,2299.2]。通过采用燃料硫限值而不是早先规则规定的排放限值,ARB有效地阻止了使用洗涤器来满足要求。MDO和MGO的定义得到了扩展:MDO还包括ISO 8217-2010定义的DMB级别,MGO还包括ISO 8217-2010定义的DMX、DMA或DMZ级别。燃料硫限量如下:

  • MgO,最大1.5%硫磺。或MDO,硫最大0.5%。2009年6月28日为辅助发动机和2009年7月1日为主发动机和辅助锅炉。
  • MgO最大1.0%硫磺。或MDO,硫最大0.5%。生效2012年8月1日,
  • MGO或MDO均含0.1%最大硫。2014年1月1日起生效。