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首先說一下SCR(Selective Catalytic Reduction)，選擇性催化還原系統(tǒng)，是一種把尿素作為添加劑的技術(shù)，但是缺點在于實現(xiàn)這種技術(shù)需要高的排放溫度，進(jìn)而就需要發(fā)動機(jī)的排量越大越好，最終導(dǎo)致的就是燃料的消耗。在降低氮氧化物排放量上，SCR的有效性已經(jīng)廣為人知。SCR則是通過將一種尿素水溶劑注入已加進(jìn)SCR催化劑的廢氣中，來減少氮氧化物的排放。雖然這種尿素溶劑必須儲存在隨車的容罐中，但對比其他技術(shù)，使用SCR有可能實現(xiàn)更高的燃油經(jīng)濟(jì)性以及較低的運(yùn)行成本。經(jīng)證實，在不同的發(fā)動機(jī)工作環(huán)境下，SCR能降低氮氧化物排放65％～99％。SCR技術(shù)已經(jīng)在發(fā)電機(jī)組上運(yùn)用達(dá)15年之久。然而，作為車用的SCR技術(shù)必須實現(xiàn)更小的體積，更為持久耐用，并能滿足不同卡車發(fā)動機(jī)的功能需求。此外，設(shè)計系統(tǒng)時需要考慮防止未反應(yīng)的氨氣從排氣管中排出，發(fā)生氨氣泄漏。
EGR，廢氣再循環(huán)，發(fā)動機(jī)控制電腦即ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷(節(jié)氣門開度)、溫度、進(jìn)氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時地打開，進(jìn)氣管真空度經(jīng)電磁閥進(jìn)入EGR閥真空膜室，膜片拉桿將EGR閥門打開，排氣中的少部分廢氣經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進(jìn)入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時氣缸中的溫度，因NOX是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了NOX的生成，從而降低了廢氣中的NOX的含量。但是，過度的廢氣參與再循環(huán)，將會影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動機(jī)的動力性，特別是在發(fā)動機(jī)怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時，再循環(huán)的廢氣會明顯地影響發(fā)動機(jī)性能。所以，當(dāng)發(fā)動機(jī)在怠速、低速、小負(fù)荷 及冷機(jī)時，ECU控制廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動機(jī)性能受到影響；當(dāng)發(fā)動機(jī)超過一定的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定的溫度時，ECU控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達(dá)到廢氣中的NOX最低。 特別是在發(fā)動機(jī)怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)工況時，這種影響尤為明顯。根據(jù)該車ＥＧＲ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點分析，產(chǎn)生故障的可能性有２個：①電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)，從而使得進(jìn)氣管的真空度不受電磁閥控制而進(jìn)入ＥＧＲ閥真空膜室將ＥＧＲ閥打開，導(dǎo)致廢氣進(jìn)入氣缸參與燃燒。②ＥＧＲ閥關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致廢氣不受ＥＧＲ閥的控制直接進(jìn)入氣缸參與燃燒
SCR和EGR路線成本PKSCR路線的成本分析
SCR系統(tǒng)的優(yōu)勢在于無需對機(jī)體進(jìn)行改動，即國Ⅲ電控裸機(jī)加上SCR即可實現(xiàn)國Ⅳ；發(fā)動機(jī)耐久性好；燃油經(jīng)濟(jì)性好；對燃油和機(jī)油品質(zhì)要求低；無催化器堵塞風(fēng)險；國Ⅳ之后技術(shù)升級連續(xù)性較好；維護(hù)費(fèi)用低。劣勢在于初始成本高；質(zhì)量較大，單車損失有效載荷在400kg左右；對封裝要求較高；低溫失效問題，尿素在-11℃會凝固，在黃河以北地區(qū)使用，需加裝解凍裝置，進(jìn)一步增加了成本和損失了有效載荷；最主要的問題是隨車攜帶的尿素一般一次僅能使用5000～10000km（重型車），需及時補(bǔ)充，面臨尿素的供應(yīng)和配給問題。
據(jù)2010年初統(tǒng)計，北京環(huán)保局自2008年以來公布的所有符合國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的重型柴油車及重型柴油發(fā)動機(jī)型號目錄，其中SCR系統(tǒng)占據(jù)了絕對領(lǐng)先的市場份額。值得注意的是所有帶OBD（車載自動診斷系統(tǒng)）的重型車和重型柴油機(jī)均選用了SCR系統(tǒng)，而在SCR系統(tǒng)供應(yīng)商中僅有威孚力達(dá)一家國產(chǎn)供應(yīng)商。
從北京奧運(yùn)會期間國Ⅳ實施的實際情況來看，北京成功運(yùn)行了約4500輛采用SCR技術(shù)的公交柴油車，由公交公司負(fù)責(zé)尿素供給。沈陽、杭州、廣州等其他城市也在試驗這種車輛。玉柴對配置YC6L(177kW)發(fā)動機(jī)的公交車運(yùn)行在城區(qū)和城郊工況下的節(jié)能、減排效果進(jìn)行了測試。初步測試結(jié)果顯示：使用國Ⅳ發(fā)動機(jī)相對國Ⅲ同型號發(fā)動機(jī)，油耗下降3060噸/（年千臺），NOx排放下降720（城區(qū)）～840（城郊）噸/（年千臺），PM排放下降3.6噸/（年千臺）；
使用國Ⅴ發(fā)動機(jī)相對國Ⅲ同型號發(fā)動機(jī)，油耗下降3060噸/（年千臺），NOx排放下降780（城區(qū)）～964（城郊）噸/（年千臺），PM排放下降3.6噸/（年千臺）；
春秋季節(jié)尿素溶液消耗量在2.1～2.8L/100km，夏季消耗量在2.5～3L/100km。按每輛公交車年行駛3萬km計算，單車年消耗尿素溶液約720L；根據(jù)技術(shù)路線的比較以及國內(nèi)外的實踐情況，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為在國Ⅳ階段，SCR將會成為重型柴油機(jī)后處理系統(tǒng)的主流技術(shù)，主要原因是：發(fā)動機(jī)不用再次技改。這將大大降低整車廠的升級成本和周期，若采用EGR+DOC+DPF技術(shù)則需要重新設(shè)計主機(jī)，再次的復(fù)雜標(biāo)定過程工作量龐大，在國內(nèi)國Ⅲ/國Ⅳ主機(jī)技術(shù)仍不能算成熟的背景下，該項優(yōu)勢十分明顯；
SCR技術(shù)對燃油和機(jī)油要求低�！妒a(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》顯示2010年我國柴油供給才能全部達(dá)到國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計短期內(nèi)很難達(dá)到EGR+DOC+DPF所需的50ppm含硫量標(biāo)準(zhǔn)。而國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)即使再次推遲，也很難晚于2013年年初。由于不存在EGR所面臨的硫化物堵塞問題，SCR維護(hù)費(fèi)用低；
SCR技術(shù)的燃油經(jīng)濟(jì)性較好。SCR油耗性領(lǐng)先EGR+約8%的優(yōu)勢，使得能夠彌補(bǔ)其初始成本略高的劣勢。關(guān)于尿素供應(yīng)的問題：若以100萬輛年運(yùn)行30萬km的中重型商用車計算，預(yù)計需尿素溶液80億升，折算尿素約280萬噸（尿素溶液密度及尿素含量標(biāo)準(zhǔn)參考自2009年6月深圳頒布的《車用尿素溶液深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)技術(shù)規(guī)范編制說明》）。以我國目前尿素2000萬噸的產(chǎn)能和1500～1600萬噸的需求而言，在實施國Ⅳ的前3年內(nèi)，我們預(yù)計尚不會對尿素供求局面造成沖擊，但可能推高尿素價格。
尿素配送制度可參考國外經(jīng)驗：在歐洲是由尿素生產(chǎn)商、車輛制造商、石油公司甚至一些物流公司共同來負(fù)責(zé)。目前，在整個歐洲已有上萬個尿素供應(yīng)點。比如，在服務(wù)區(qū)、車輛維修站、加油站以及汽車專賣店等地點供應(yīng)尿素還原劑。可利用便攜式的尿素罐來供給尿素（常見如5L、10L和18L）；也可以設(shè)置和加注燃料一樣的尿素泵，供給尿素。對于卡車車隊或者公交公司等，可以在本單位內(nèi)部設(shè)置中小型的散裝容器，儲存尿素以備使用�？晒┻x擇的有中型散裝容器以及小型散裝容器。在美國，尿素供應(yīng)制度主要責(zé)任在供應(yīng)商，前面已有闡述。
綜上分析，我們可以得出一個基本判斷，國IV實施頭幾年，絕大多數(shù)企業(yè)將采用SCR技術(shù)路線，因此，對國內(nèi)應(yīng)用SCR系統(tǒng)進(jìn)行成本分析十分必要。
整個SCR系統(tǒng)主要分為兩個部分：SCR催化劑，SCR尿素還原劑的供給裝置和噴射計量系統(tǒng)（計量泵）。根據(jù)北京環(huán)保局公布的目錄來看，目前國內(nèi)SCR系統(tǒng)排氣處理器主要采用進(jìn)口產(chǎn)品和合資公司產(chǎn)品。進(jìn)口產(chǎn)品主要有博世、康明斯、Purem、Iveco、Renault等；合資公司主要是上海華克排氣系統(tǒng)有限公司的產(chǎn)品；無錫威孚力達(dá)催化凈化器有限公司（簡稱威孚力達(dá)）則是唯一一家國產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)商。SCR計量泵則基本采用博世、康明斯等公司的進(jìn)口產(chǎn)品，目前玉柴等國內(nèi)廠商也開發(fā)了自主產(chǎn)品，但采用的較少。
目前整套SCR系統(tǒng)進(jìn)口價格3萬～4萬元/套，估計其中計量泵價格在1萬元左右，而排氣處理器價格在2萬～3萬元左右。在“十一五”期間，威孚力達(dá)和濰柴合作，昆貴研和玉柴合作在做國Ⅳ柴油機(jī)排放控制技術(shù)項目，進(jìn)行SCR或DPF催化劑方面的開發(fā)研究。其他的還包括張家口百通環(huán)�？萍脊荆�2009年7月開始動工新建15萬套產(chǎn)能的柴油機(jī)后處理系統(tǒng)生產(chǎn)線，以SCR技術(shù)為主線）等。國產(chǎn)的SCR系統(tǒng)預(yù)計2012年初左右就會大批量生產(chǎn)，國IV實施初期，國產(chǎn)SCR整套系統(tǒng)價格預(yù)計為進(jìn)口價格的30~50%左右，國產(chǎn)化率提高及大批量生產(chǎn)以后價格會進(jìn)一步下降。威孚力達(dá)未來產(chǎn)品價格預(yù)計在1萬～1.5萬元/套。
SCR產(chǎn)品的售價目前還無定論，從共軌產(chǎn)品的售價經(jīng)驗看，國產(chǎn)化后的產(chǎn)品售價約是最初進(jìn)口樣品價格的20%-25%，因此我們預(yù)計配套重卡的國產(chǎn)化后的SCR產(chǎn)品的售價將不超過1萬元，配套輕卡的SCR產(chǎn)品不超過4000元。
在未來SCR催化劑市場上，威孚力達(dá)最大的國內(nèi)競爭對手仍然是昆貴研，如果昆貴研采用國產(chǎn)計量泵及將控制系統(tǒng)集成到發(fā)動機(jī)的ECU中，其SCR產(chǎn)品價格還會降低，我們可以估計重型柴油機(jī)用SCR系統(tǒng)合資品牌7000元左右，國產(chǎn)品牌可達(dá)5000元左右。
通過威孚高科同各柴油廠家之間的長期合作關(guān)系，以及同博世共軌系統(tǒng)的協(xié)作（ECU和尿素控制系統(tǒng)集成以降低成本，這是BOSCH最新共軌系統(tǒng)EDC17采取的技術(shù)路線，2010年進(jìn)入市場，我們預(yù)計未來博世的控制系統(tǒng)在出廠即可匹配力達(dá)的SCR，而其他產(chǎn)品可能需要重新匹配），威孚力達(dá)在國Ⅳ階段SCR排氣處理器市場的競爭中將全面領(lǐng)先。
無錫威孚汽車柴油系統(tǒng)有限公司（簡稱威孚汽柴）2010年已經(jīng)引進(jìn)博世的SCR生產(chǎn)線，預(yù)計2011年下半年完成該類產(chǎn)品的國產(chǎn)化。
還有一個重要因素對SCR產(chǎn)品盈利的影響很大，這個因素就是SCR產(chǎn)品線投資的折舊。之前博世汽柴對共軌系統(tǒng)的投資前前后后超過50億元，其中超過10億元投向了技術(shù)中心的建設(shè)，而真正生產(chǎn)設(shè)備的投資預(yù)計也就10億元左右。預(yù)計SCR生產(chǎn)線的設(shè)備投資僅需要2億~3億元，因為其產(chǎn)品標(biāo)定和工藝參數(shù)都會得到博世汽柴技術(shù)中心的支持，這將使得SCR整套系統(tǒng)的投資大大降低。
EGR+路線的成本分析
EGR+DOC+DPF系統(tǒng)的優(yōu)勢在于初始成本低，對封裝要求低。劣勢在于升國Ⅳ或更高需要對國Ⅲ主機(jī)技改，標(biāo)定更為復(fù)雜，增加了開發(fā)成本以及標(biāo)定難度；對超低硫含量的燃油及高品質(zhì)潤滑油的依賴；燃油經(jīng)濟(jì)性差；國Ⅳ之后技術(shù)升級連續(xù)性相對較差；由于易堵塞，維護(hù)費(fèi)用高。目前，對于我國來說，最主要的問題仍是全國范圍內(nèi)低硫柴油的供應(yīng)及如何處理更復(fù)雜的系統(tǒng)標(biāo)定問題。
近年，通過比較，有些業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，有一種技術(shù)路線比較符合中國國情，就是EGR+POC(顆粒氧化催化器，又稱分流式過濾器)。這種后處理比DPF便宜很多，是國內(nèi)很多企業(yè)轉(zhuǎn)向研究EGR的一個原因。由于SCR系統(tǒng)價格較高，影響了推廣使用。從成本角度考慮，EGR發(fā)展空間很大，一套POC的成本只有3000～6000元，升級成本誘惑力較大，而且POC沒有再生問題。
斯堪尼亞采用的EGR+DOC路線的升級成本更低，因為一個DOC的價格可能不超過1000元。DPF的價格相對較高，但也不會高過SCR升級成本。但是，有兩個因素對EGR+路線產(chǎn)生不利影響。
一方面，對于一臺普通國Ⅲ發(fā)動機(jī)，如果此前沒有采用外部EGR，那么新增的EGR部件，包括EGR閥門、管路、冷卻器和控制系統(tǒng)，其成本也不會比SCR系統(tǒng)低多少。另一方面，EGR系統(tǒng)對潤滑油要求更高，需要使用更高級潤滑油，并且換油周期更短，這也會增加升級成本。 | 
