在2013上海國際車展上,綠色、環(huán)保是不少商用車廠家主打的宣傳點,特別是隨著國Ⅳ實施日期的臨近,商用車廠家和零部件企業(yè)的工作重心都在向國Ⅳ轉移。
而國Ⅳ的順利實施,離不開合格的車用尿素產品。
對國Ⅳ順利實施至關重要
氣候變暖,環(huán)境保護形勢日益嚴峻。數據顯示,2011年,全國機動車排放污染物5700多萬噸,包括氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳和顆粒物等,其中汽車排放的氮氧化物和顆粒物超過85%,碳氫化合物和一氧化碳超過70%。此外,大約占汽車保有量不到20%的重型柴油車排放了60%左右的氮氧化物。
在此大背景下,柴油車排放的氮氧化物和顆粒物對人類健康及大氣環(huán)境的危害已引起高度關注。世界各國都在致力于減少這兩項排放物的研究,包括提高燃油品質、實施機內凈化技術和尾氣后處理的機外凈化技術等。
而大量實驗證明,選擇催化還原技術(SCR)是合適的柴油車國Ⅳ排放標準解決方案,其對含硫量的耐受性是一大優(yōu)勢。目前國內現行的柴油國標GB19147-2009要求含硫量≤350ppm,SCR可耐350ppm的含硫油品,因此有推廣的技術基礎。由于采用SCR技術的國Ⅳ發(fā)動機燃油經濟性比EGR技術好,對發(fā)動機改動小,對燃油和機油要求較低,在技術升級連續(xù)性上具有優(yōu)勢,SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的風險,因此SCR技術是適合我國國情的重型柴油車減排技術路線。
據了解,SCR系統包括尿素罐(裝載柴油機尾氣處理液)和SCR催化反應罐。SCR系統的運行過程為,當發(fā)現排氣管中有氮氧化物時,尿素罐自動噴出柴油機尾氣處理液,尾氣處理液和氮氧化物在SCR催化反應罐中發(fā)生氧化還原反應,生成無污染的氮氣和水蒸氣排出。由此可見,SCR系統必須依靠尿素溶液對尾氣中的氮氧化物進行處理。因此,車用尿素是重型卡車、客車等柴油車實現國Ⅳ排放標準的必備產品。
需求潛力大
車用尿素已經在歐美市場廣泛應用,不過在國內,這一藍海市場尚未打開。
有報道稱,由于國Ⅳ標準尚未在全國強制推行,目前國內僅有北京、上海等地的公交系統在使用SCR技術。據統計,2011年,我國車用尿素消耗量在1.1萬噸左右,僅占世界車用尿素溶液消耗量的1%。
雖然起步晚、基數小,但這并不妨礙我國車用尿素市場的廣闊發(fā)展前景。從2007年年底開始,北京逐步啟用了使用SCR催化技術的公交車,至2012年3月,已有7000多輛達到國Ⅳ標準、數百輛達到國Ⅴ標準的公交車投入使用。
上海市從2009年11月1日開始,在新車登記注冊過程中對所有輕型汽油車以及公交、環(huán)衛(wèi)、郵政車輛提前實施國Ⅳ標準,目前上海市約有400多輛公交車達到國Ⅳ標準。
中國汽車工業(yè)協會相關負責人介紹說,未來數年內,車用尿素市場將經歷一個發(fā)展壯大的過程。假設每年重型卡車的銷量為70萬輛,每輛國Ⅳ標準重型卡車每年消耗車用尿素2噸,那么從理論上說,僅重型卡車市場每年就需要140萬噸車用尿素,需求將呈現爆發(fā)式增長。
更有業(yè)內人士預測,隨著國Ⅳ的全面推行,國內車用尿素年需求量將達到400萬~700萬噸。按照中重型柴油車產量測算,到2018年,我國車用尿素市場容量將達700萬噸。2012年,我國符合國Ⅳ標準的柴油車產量約為65萬輛,2005~2012年,產量年均復合增長率為13.4%。如果嚴格實施國Ⅳ排放,假設一輛采用SCR技術的商用車平均一年需要1.2~1.5噸車用尿素溶液,按照2013~2018年產量年均增速為10%測算,到2018年,車用尿素的年需求量可達700萬噸。
如果按照柴油消耗量測算,那么到2017年,我國車用尿素市場容量至少達400萬噸。2010年,我國車用柴油年供應量為8500萬噸,而車用尿素溶液的需求量跟柴油消耗量成正比,約為其4%~6%,以5%中值來計算,車用尿素年需求空間為400萬噸,而這一測算方法還沒考慮到燃料需求的增長,否則尿素溶液的需求量更加可觀。
遼寧潤迪順勢而為
從上述介紹中不難看出,車用尿素還原劑對市場有一定的導向作用。在我國還未實施國Ⅳ排放標準的時候,市場上已經有公司在生產液體尿素還原劑并用于主機廠實驗驗證測試,遼寧潤迪精細化工有限公司(以下簡稱潤迪)就是其中之一。
遼寧潤迪成立于2006年4月30日,公司位于遼陽市鐵西工業(yè)園區(qū),注冊資本6600萬元,占地面積約110000平方米。2011年,公司營業(yè)收入5.6億元,2011年稅后利潤0.48億元。
據悉,作為中國最大的汽車高級制動液、發(fā)動機冷卻液、超級潤滑油及尾氣凈化精細化工產品生產基地之一,遼寧潤迪是中國汽車制動液國家標準制定單位、發(fā)動機冷卻液國家標準制定單位。
針對市售尿素質量距離配制尿素溶液的質量要求相差甚遠且成本過高的問題,遼寧潤迪自行研制的產品析晶點分別小于-25℃、-35℃的低溫型國Ⅳ柴油商用車專用尿素溶液,解決了在低溫寒冷地區(qū)的啟動難題。現該技術已經取得兩項國家重大發(fā)明專利,得到多家發(fā)動機廠及主機廠的認可。采用自制的方法,達到配制尿素溶液產品的質量要求,同時降低了產品的成本。自制尿素過程中,提高合格尿素的收率是技術的關鍵,遼寧潤迪采用自創(chuàng)的方法,大大降低了成本,制出符合標準要求的尿素。尿素與自制超純水配制出符合標準要求的尿素溶液,從而使汽車尾氣排放達到國家要求的國Ⅳ標準,對保護環(huán)境起到推動作用。
“在我國,國Ⅳ階段尿素溶液還原劑的市場規(guī)模巨大,但是目前具備一定規(guī)模生產水平、有能力的制造商還不多??梢哉f市場需求大,供給能力不足。在我看來,需要將生產與研發(fā)并行,開發(fā)下一代還原劑技術,形成上下游產業(yè)鏈和后處理產業(yè)的行業(yè)聯盟。同時需要注意的是,使用SCR后處理技術時,車輛在使用過程中對尿素溶液還原劑的添加是一個重要的課題?,F在我國還沒有尿素溶液還原劑的加注站(類似于加油站),所有的還原劑產品需依靠主機廠售后及市場物流配送。”遼寧潤迪相關負責人告訴記者。
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車用尿素生產要求高
車用尿素是指尿素濃度為32.5%、溶劑為超純水的尿素水溶液,其原料為尿素晶體和超純水。
國內的車用尿素主要是從工業(yè)尿素中提純得來,其主要原理是:在溫度70℃~75℃時,尿素在水溶液中發(fā)生水解;在30℃以下時,尿素重新從水溶液中結晶出來;每水解結晶一次,其純度會得到大幅提高,一般利用工業(yè)一級尿素水解結晶一次,就可達到車用尿素標準要求,其產出比例為1.5:1。
此外,車用尿素溶液對溶劑的要求很高。由于SCR催化劑載體極易發(fā)生金屬離子中毒從而失去催化效果,因此車用尿素溶液必須使用電子行業(yè)一級超純水(電阻率≥18兆歐·厘米)。車用尿素溶液會在-11℃下開始結冰,實際使用中,在-20℃時會完全上凍。目前采用的技術是通過加入改性劑降低溶液凝固點、外加加熱裝置等手段防止溶液凝固。