卡车漏洞101 -当排放法规不符合现实世界

2022年12月15日下午12:34
j . O 'Dea
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美国环境保护署(EPA)正准备敲定一项限制产生雾霾的氮氧化物(NOX烟灰(或颗粒物,PM2.5) from new重型卡车。这是环保局第一次试图这么做限制排放二十多年了,早就该这样了。

不幸的是,法规失败的原因之一与制造商如何遵守这些法规在现实世界中发挥作用有关。与实验室测试相比,由于限制道路排放的措施不足,环保署将负担从制造商转移到社区,在那里,法规中的“灵活性”以哮喘加重过早死亡等。

上一轮监管中的许多缺陷导致了测试程序的变化,这些变化可能在2022年底前完成,以帮助收紧给予制造商的回旋余地。与此同时,该提案暗示了环保署可能会重复过去的错误,这将产生比纸面上更宽松的标准,并将导致更大的标准对社区的危害这些卡车在里面行驶。

下面,当我们考虑下一轮标准的好处时(例如,我们真的能“减少90%的NO含量”吗?),我试图通过一些微妙的方式,让EPA的主要测试周期减少被赋予制造商的漏洞所破坏X仅仅因为测试程序要求从0.2 g NO下降到0.02 g NOX/ bhp-hr)。提前道歉:这个博客很无聊。

真实世界中的测试周期

目前的测试程序没有考虑低速或低负荷下的运行情况,尽管这些正是港口和仓库周围的运行情况,这些地区是货运污染影响最严重的地区。因此,在这些应用中,排放控制实际上是无效的,损害了货运走廊周围的社区。因此,我们预计EPA最终规则将建立一个新的测试周期,即“低负荷循环”,这是由于州领导NO而引入的X规定。

EPA和加州空气资源委员会(CARB)对真实卡车运行的数据显示,在低负荷和长时间空转期间,柴油排放控制系统的温度会低于催化剂的有效温度(~200°C),从而大幅增加排放。这些条件不属于当前联邦测试程序的一部分。(Boriboomsomsin等人。

使用中的性能和实施

对程序进行的另一个关键更改与使用中的强制有关。制造商不仅要在认证测试中测试他们产品的性能,还要测试这些卡车在现实世界中的表现。目前,发动机“不超过”(NTE)发动机认证性能的1.5倍。在这个例子中,1.5被认为是一个一致性因子,意味着承认测试周期不能完美地反映所有现实世界的条件。然而,在现实世界中,卡车不仅可以获得额外的50%缓冲,而且只有在发动机在特定条件下运行时,卡车才需要低于NTE限制。

不幸的是,这些豁免涵盖了今天卡车所经历的绝大多数操作条件——超过90%的EPA当前正在使用的测试项目的真实数据被丢弃了!在所有统计数据中,制造商达到了0.18 g/bhp-hr的标准,优于0.20 g/bhp-hr的标准。然而,当查看所有数据时,卡车的排放量为0.42 g/bhp-hr,即使考虑到一致性因素,也远远超过了允许的限值。下图清楚地显示,与EPA考虑的有限NTE数据相比,总排放量高出了多少。

好了没有X在NTE程序中测量的排放量(棕色条)远低于观测到的总排放量,即使包括空闲(蓝色条),这是由于限制丢弃了90%以上的采集数据。这导致排放控制没有像预期的那样发挥作用,制造商没有对他们利用测试的行为负责。(国际清洁

为了弥补在使用要求中的漏洞,环保署预计将推进一个类似于加州方法的项目,将排放数据分解为时间平均的部分,然后根据它是否在高/低/空闲运行条件下运行,将其与不同的测试周期(具有一致性因子)进行比较。

当UCS评估这个新的正在使用的程序如何封堵制造商利用的漏洞时,我们将在最终规则中仔细检查的一件事是符合性因素,即授予制造商的回旋余地(提案中为1.5),以及确定不合规的阈值限制(例如,提案中为10%)。同样重要的是,看看环保局是如何决定将哪些测试与现实世界的数据进行比较的,因为工业界已经向环保局提出了许多关于如何让制造商更轻松的建议。特别重要的是要了解这些不同的限额是如何组合的——如果有足够的回旋余地,为了执行的目的,纸上最严格的要求很容易等同于最不严格的要求。

上面我们可以看到EPA提出的重型柴油发动机实验室测试数值标准(蓝条)是如何在考虑了一致性因素(灰条)和精度余量(黑条)后转换为实际使用要求(散列蓝条)的。在现实世界中,一致性和测试精度允许的差异可以显著地改变测试周期要求的相对严格程度。

举个这些因素如何叠加的例子,例如,实验室测试要求标准为20mg NOX/bhp-hr,但合规系数为1.5,精度允许为10%,这意味着EPA无法追究制造商,除非发动机排放超过33mg NOX/bhp-hr -分别增加到2.0和15%,增加到46毫克NOX/ bhp-hr。这可能会增加现实世界40%的排放量用相同的数值标准.类似地,如上图所示,提议的方案1和方案2在使用中排放的严格程度上没有实质性差异,一致性的差异抵消了严格程度上的大部分差异,特别是在方案的最初几年。

最后,如果说我们从目前不完善的汽车尾气排放计划中学到了什么的话,那就是必须严格限制对汽车尾气检测的豁免。然而,卡车制造商对该提案的回应是,严格要求排除在用测试中的额外数据,或使用这些数据错误地增加EPA用于管理在用合规的符合性因子,包括低温操作。在审视EPA规定的严格程度时,UCS及其合作伙伴肯定会审视他们是否削弱了正在使用的测试项目,以更好地符合行业要求。

早期/过渡性信贷计划

我之前写过信贷计划带来的危险卡车规则的严格性,这仍然是我们关注的主要问题,因为我们看到最终规则的影响。我最近写了一篇(很不可靠的)论文关于在2027年规则开始之前对技术部署给予信任,可能会对规则在推动最清洁技术进入市场方面的长期有效性造成严重问题,但值得在这里总结一下。

如果按照几乎100%的卡车车队都达到或优于该标准的标准来奖励车辆的表现,环保署可能会大大推迟更清洁柴油发动机的采用。在这个简化的例子中,与标准相比,在2024-2026年(绿色区域),通过技术获得了足够的积分,从而减少了56%的排放,而不是部署90%的减排,制造商可以简单地使用银行积分来抵消发动机的持续销售,从而达到本例中所需的2027-2031年排放目标的4倍以上(红色区域,与绿色区域大小相等,相反)。

环保署提出了三个不同的早期信用计划。第一个是奖励电动卡车的部署——考虑到环境保护署已经将电动汽车纳入温室气体法规明年春天在美国,这一点不太可能被包括在最终的规则中。第二个项目是“早期采用激励”,旨在为卡车的销售提供信贷,这意味着未来的标准。虽然提案中授予这些车辆的乘数可能会侵蚀奖励积分规则的一些好处,与该计划的金宝博的网址实际利益不相称,这可能会产生问题,但至少该积分计划仅限于采用EPA试图通过其规则推动的技术。第三个“过渡信用”项目是最有可能显著破坏柴油排放控制的长期轨迹的项目。

过渡信用计划允许制造商在2027年生效的新测试程序下获得发动机认证积分,但这些积分将与今天极其薄弱的几十年前的标准相对应。由于EPA的规定可能要求在目前的测试程序中减少90%的排放量,因此在这个薄弱的标准下获得的任何积分都可以在未来抵消大量卡车的排放。

虽然所说明的例子是简化的,但更复杂的分析表明,2024年符合州要求的1辆卡车可以抵消EPA提案中考虑的最严格法规中最多7辆卡车的危害。无限期推迟更有效的排放技术,可能会永久性地阻碍清洁柴油卡车车队的道路。

错误维护/篡改的限制

作为这个NOX规则规定,EPA建议显著增加保修期和排放控制所需的寿命。柴油卡车可以行驶100万英里,但目前制造商在联邦政府要求的10万英里保修期之后,就不用担心任何排放控制问题了。市场上的一些公司已经开始购买延长保修期,但为了确保柴油排放控制得到妥善维护,卡车制造商需要承担更多的责任,为这些系统的寿命负责。当新规出台时,人们关注的焦点将是保修期和使用寿命是否与国家规定相匹配,就像EPA在选项1中提出的那样(2031年及以后的保修期为60万英里,使用寿命为80万英里),还是像卡车和发动机制造商协会(Truck and Engine Manufacturers Association)要求的那样,提出更适度的要求。

另一种确保排放控制完全有效且不能被绕过的方法是加强对车载诊断的控制,并在排放控制无法正常运行时限制车辆的运行,以便车辆操作员在驾驶前必须让系统符合要求。这些工具被称为诱导剂:它们“诱导”司机修理卡车。为了将车辆安全送到商店,可能需要一些有限的能力,但EPA的提议包括了广泛的覆盖范围,这只会阻止卡车司机解决控制系统中的故障。不当的维护或篡改可能导致天文数字的排放量,因此,在激励措施方面对司机的每一寸灵活性或顺从都可能在排放方面付出极其高昂的代价,并因此损害公众健康。州法规有严格的诱因,因此EPA与这些参数的一致程度很重要。

卡车方面的漏洞将削弱环保署法规的有效性

无论制造商的目标是什么在纸上,所有上述的细微差别如何NOX当涉及到减少有害一氧化氮时,新规则的实施可能会侵蚀即将出台的规则的长期有效性X排放在现实世界中

现实世界在减排方面的任何不足都直接导致了生命的损失。随着环保署可能会在未来制定一项加速消除尾气污染的规则,这一步在限制柴油排放方面尽可能严格是至关重要的,因为这些车辆将在未来几十年里在我们的道路上行驶。金宝博的网址