首都公交车辆环保工程的实践与思考
北京市公共交通总公司--冯幸福
北京市公共交通总公司是在北京市政府领导下主要经营地面公共交通客运的特大型国有企业，截止1999年末，拥有各类运营车约16000辆，其中大中型公共电汽车约8200辆，运营线路约680条，年客运总量约38亿人次，拥有74000名职工。
当前正值世纪之交，随着我国社会经济的高速增长和北京各项事业的飞速发展，居民出行需求也同时同步持续增长，在全社会对"城市公交优先"已经普遍达成共识的情况下，做为特大城市的首都公共交通，近几年也迎来了高速发展的新形势，仅去年一年，就投入了2800多辆新型换代公交车，预计今后一段时期，仍将保持这一迅速增长的势头。与此同时，面对城市机动车辆总量和公交车辆的迅猛增长，大力控制车辆尾气排放，执行更加严格的尾气排放标准，治理北京大气环境必然刻不容缓地提到议事日程，并已付诸实施。
两年多以来，在中央的关怀指导和市委市政府的直接领导下，北京公交在逐步推行公交车辆环保工程建设，迈出了一大步，取得了一些可喜成果，但同时也有应当认真总结的经验和教训。鉴于车辆环保工程对我们来说是一次涉及方方面面的庞大的系统工程，它既涉及因地制宜技术路线的正确选择和确定，又涉及多方面专项技术的研究、引进和开发，以至于管理运作中的诸多新课题，必然要通过从实际出发认真探索、不断总结，逐步掌握其规律，以达到好的预期效果这样一个过程。以下，仅从几个方面，在总结前一阶段工作的基础上，进而提出自己不成熟的认识和思考，以期唤起同行共同研究，达成共识，最终探索出一条科学、严谨地以最小投入取得最大效果的公交车辆环保化的路于来。
一。确保行首都公交车辆环保工程的前提条件和物质基础
总结回顾前一阶段车辆环保工作进展情况之前，有必要分析一下北京治理大气环境、控制汽车尾气排放的紧迫形势，以及与此相关的内外部环境和条件。以便联系实际，因地制宜，才能取得事半功倍的效果。
1、首都大气环境污染状况的严峻形势根据北京市环保局的有关监测情况分析，目前北京市机动车保有量已达到150万辆以上，其NOx年排放总量在15万吨以上，大气中的NOx年日均值达到133微克／每立方米，超过现行标准166倍，其中二环路内平均浓度达到205微克／每立方米，而专用运输车辆（包括公共汽车、出租车、环卫车等）其污染排放分担率达到36％以上，其它如可吸入颗粒物污染也经常大幅度超标，成为影响空气质量的主要污染物，空气质量处于三级以上的污染情况一年中天数占有很大的比例。为此北京市颁布了严于国家汽车尾气排放标准的地方标准，包括对汽油车及柴油车分别规定了应该达到的排放指标，即基本上相当于92年欧共体实行的欧洲1号排放的指标。为了从根本上改善首都的气环境质量，做为城市空气重要污染源之一的城市公交车辆，因发动机功率大其行驶里程最长，运行时间最久，排放量多，理所当然首当其冲，成为汽车尾气排放治理的突破口和重点。
2、首都特殊地位，决定了环境保护工作的重要性和必要性随着我国社会经济发展，国际地位的日益提高，北京做为中国的政治、文化和国际交往的中心及首都，如何从各方面逐步建设成为一个真正的高水平的国际化大都市，是一项摆在面前的紧迫任务，而目前北京被联合国环保署列入世界十大污染最重的大城市名单中，这一现实与这一重要地位是何等不相称。明年8月有小奥运之称的世界大学生运动会将在北京举行，同时还要接受申办2008年奥运会国际有关组织对北京各方面条件的视察和评估，而环境状况是否达标无疑是一个最关键性的难点，为此在这样时间紧迫，大型国际交往活动日益增多的情况下，采取有力措施，尽快改善北京的环境质量，特别是大气环境质量，理所当然是急待解决的一个重大课题。
3、北京能源消费结构调整的迫切性及能源推广应用的良好资源前景构成首都空气污染的三大污染源的汽车尾气排放污染，燃煤污染（主要是劣质高硫煤的污染）以及烟尘污染，都与目前的首都能源消费结构有直接的关系。目前，陕京天然气管道工程早已完工，每年已可向北京输送优质天然气10亿立方，并可望近期达到每年15亿立方，西气东输工程已列入计划，并在两三年内完成，而其管道在陕西省与陕京输气管道相接，又为首都提供了扩大天然气供应量的可能性。除此之外，东西伯利亚的天然气管道工程，中俄两国也正式列入了合作开发的计划之中，这些充足的天然气能源渠道，为满足北京工业、民用及做为汽车燃料而推广使用天然气，创造了极为充分的资源条件，而天然气是举世公认的清洁能源，是通过合理调整能源结构，达到从根本上改善大气环境质量的最有效的途径。
4、目前我国为大型公交车辆提供的动力总成水平，在排放技术指标方面有明显落后的局限性
众所周知，目前国内外大型商用车辆的动力总成主要是采用大功率的柴油发动机，但国内此类产品限于技术水平其各项性能指标，尤其是尾气排放指标远远低于国外水平，目前就产品生产一致性而言只相当于国际80年代的水平。这些相当于欧洲0号排放标准的动力总成己明显满足不了北京现已执行的地方标准，加之柴油品质恶化，大量在用车严重冒黑烟，成为大城市的一大公害。因此，才昆据北京的实际情况和各方面的条件，在一段时期内对城市公交车辆寻求使用新的清洁能源的发动机，开发并推广使用清洁燃料汽车，是一种顺理成章的选择。
5、中央和北京市政府的高度重视和大力支持是推行应用清洁燃料的重要保证
北京市政府于1998年底采取了控制大气污染的紧急措施。中央和国务院领导极为重视，朱总理批示全力支持。
1999年5月在北京召开了全国空气净化工程洁净汽车行动工作会议。北京被列入12个省市推行清洁燃料汽车示范城市。北京市市委书记贾庆林指示："控制尾气污染第一位要抓公交车，国有企业要带头，在99年一年中，国家领导朱镕基。邹家华、胡启立、解振华先后视察北京环保工作，并都到公交检查和指导工作。国务院还先后拨专款支持北京加气站建设并对进口环保设备给予政策上的支持和优惠，这一切都为推广清洁燃料工程奠定了良好的条件和基础。
二、两年来北京公交车辆环保工程主要内容
1、从1998年5月--1999年12月，先后在BK6141型解放铰接车及BK6920型解放单机在用公共汽车上改造为LPG-汽油双燃料的公共汽车总计800多辆，试用了国外5个国家、国内2个厂家的双燃料转换装置，这些产品大多基本属于第一代LPG汽化系统，极少量采用了第二代电控LPG汽化系统。
2、1999年至今完成装用引进美国康明斯B5．9-195G天然气发动机的BK6111CNG型单一天然气公共汽车300辆。目前这些车辆行驶在北京长安接及二环路上。
3、在BK6170黄河铰接在用公共汽车上完成LPG。柴油双燃料改装200多辆，尽管个别排放指标达不到欧1标准，但其烟度有明显降低。
4、新开发生产11米长的装用EQ6105发动机的LPG-汽油双燃料公共汽车935辆，新开发生产装用EO6100发动机的BK6820型LPG。汽油双燃料公共汽车1000辆。
5、改造化油器式的夏利、富康、桑塔纳等出租汽车为汽油-LPG双燃料1000多辆。
以上两年来共计改造在用车2000多辆，新开发生产新型清洁燃料公共汽车2500多辆，目前北京公交已拥有清洁燃料公共汽车4000余辆，占全部公交车的50％左右。与此同时，
1999年北京公交相应建设CNG加气站8座（l个母站，7个子站）， LPG加气站6座。近两年来在实施车辆环保工程上总投资达8个多亿。
三。发展环保型公共汽车几种技术方案的简略评价分析
1、
1998-1999年在800多辆装用一汽6102汽油机的在用公共汽车上改造为LPG或CNG。汽油两用燃料公共汽车的技术方案是在国内没有成熟经验可惜鉴的条件下进行的。为了评价和确认选择最好方案，当时是选用意大利、荷兰、澳大利亚等多个国外及国内生产的燃气系统改装件，考虑到国内汽油机的现状和水平及匹配的可能性，大都采用属机械供制的第一代燃气系统改装件产品，而且未经严格改装的正式匹配过程。由于在用车的技术状况参差不齐，再加上第一代产品的技术水平局限性，尽管有一定降低尾气排放的效果，但总的水平不高且排放不稳定，虽能达到当时执行的欧0标准要求，但以新的欧1排放标准要求却还有较大距离，这只表明在初期阶段有了一个较好的开端，获得了初步的认识，摸索了经验。
2、1999年开发并投入使用的总数2000多辆LPG-汽油两用燃料新车，是东风汽车公司在其6100和6105汽油机上引进美国燃气系统的部分改装件，并经过合架匹配试验开发出来的，按其转换件结构仍属机械控制的第一代产品，由于发动机部分性能参数如压缩比、进排气系统做了一些改动调整，其排放的效果较上述在用车改造后的效果好些，能满足当时的采用双怠速法测试排放效果的要求，但仍然无法满足现行工况法测试标准的要求。这种方案改装投入小，原结构无需大变动，改装方便易行。显然这只能做为车辆环保化的初期阶段的一种技术选择或尝试。
3、在BK6170型铰接车上对装用X6130型柴油机由东风公司经过台架匹配试验完成的LPG。柴油混烧的改造，其改装供气系统部分是从国外引进的，虽然是电控，但不是闭环，总的来说仍属第一代产品，其排放也同样不能满足现行新标准的要求，但是在烟度上有一定程度的降低。为解决在用柴油车冒黑烟，我们当时选用这样的技术方案，对于降烟解决现实排放问题还是有意义的。
4、引进美国康明斯公司B5．9，195G单一天然气发动机开发研制的300辆BK6111CNG型新一代公共汽车，在不加三元催化装置的情况下，其尾气排放据称己接近达到欧1号标准的美国联邦环保署的低排放标准，这应当说是具有很大超前性的理想环保公交车辆。这批车辆的投入使用，得到了中央及北京市领导及广大乘客的充分肯定，目前已做为主力车型在首都长安街等于线上正常运转。充分体现了良好的可靠性和乘坐舒适性，尽管一次性投资较大，但从质量可靠性和环保上，仍是一个成功的范例。
四、总结经验教训，今后发展环保型公交车辆技术路线的思考
回首近两年来的实践，北京公交车辆环保工程有了一个较好的开端，其形成的初步规模，已居于国内的前列，适时的总结经验教训，对今后此项工作的深入，探索出一条多、快、好、省的发展环保公交车辆的路于来，以逐步在未来两、三年内实现首都公交车辆环保化的目标，具有重要的意义。为此，我们有以下一些考虑：
1、根据首都分阶段控制大气污染措施的要求，量力而行，继续加快步伐，发展单一清洁燃料的大型公交车辆。其中除一般线路公共汽车以外，开发研制一定数量的用于干线大客流线路上的铰接车以及不同乘车需求的空调车、双层车。此类车辆都需选用大功率的发动机，在国内发动机排放暂不能达到较高水平的情况下，考虑适当进口CNG单一发动机或达到欧11标准的柴油-CNG两用燃料或柴油CNG、柴油LPG混和燃烧的发动机，可作为过渡阶段措施，当然
也不排除试用国内开发成熟的燃气发动机。
今年我们将继续扩大引进美国康明斯B5．9-195G型天然气发动机，规模总数达1000合，连同去年的300台，年底将形成1300辆具有国际先进水平的大型环保公交车队也是世界上使用天然气公共汽车最多的城市。这些车将投入到长安街延长线、前门地区、亚运村及中关村地区，用以充当北京主要地区运营的主力，以取得良好的示范作用，为改善首都大气环境做出切实的贡献，并同时体现首都为环保事业不懈努力的决心，体现国际大都市的良好形象。与此同时，我们还将利用国外政府贷款，从西欧继续引进同类先进发动机，并为明年提供世界大学生运动会的用车（大功率、大容量的天然气发动机空调车辆），早做技术和物质准备，这对已形成惯例的世界特大型体育盛会选用天然气交通车的要求，是势在必行的。
2、通过引进发达国家已经成熟的先进技术，发展新一代LPG。柴油或CNG。柴油混烧或两用燃料形式的大型公交车辆，并在国内柴油机技术水平显著提高的基础上，逐步立足国内发展混烧清洁燃料的公共汽车。我们认为这种考虑：
（一）是在柴油机改进基础上其动力性能够满足公交车的使用要求；
（二）是经济性好，尤其是实行费改税后，大中型汽油机将逐步淘汰；三是可以降低一旦供气系统出现问题，不致引起公交车"瘫痪"；四是在减少总的投入同时获取同样环保效益。目前国内的一些大型柴油机生产企业，如玉柴、上柴、潍柴、东风柴油机厂等都已开始起步，研制和正在开发此类混烧或两用燃料柴油发动机。目前我们还与美国卡特皮勒公司进行接触，寻求弓i进其具有更好排放水平装有两个闭环电控装置、采用电子喷射的柴油混烧发动机的可能性。这些举动无疑对促进国内发动机制造水平的提高有较大的作用。
3、在长度8米以下的小型公交车辆上，可部分选用国内专业制造厂"引进匹配并定型的电喷加三元催化装置的汽油机，关键是电控元件的可靠性和排放的稳定性，目前采用的电控补气与EGR方式是个过渡措施，我们认为这种措施难以长期地、稳定地达到符合新标准的排放要求，同时也要注意使之具有良好的燃油经济性，据了解今年第二季度后，东风公司及一汽等大企业将有此类发动机正式推出，其可靠性、经济性、排放性如何，有待实践证明。在此之前我们也考虑选用部分东风公司EO6100型汽油机采用电控补气及三元催化器和一汽CA6102汽油机采用废气再循环（EGR阀）的方案，这两种发动机虽已经合架试验并定型，满足北京市的排放新标准，但我们仍然感到此类方案其排放指标总的水平不高，影响其排放效果的因素甚多，效果不够稳定。
4、在国内内燃机制造业明显提高其技术水平，并逐步向国外先进水平靠拢的前提下，选用其稳定地达到欧洲2号标准以上的柴油机开发大型柴油公共汽车，以此做为技术储备。经过严格的科学论证，并取得有关方面认可的时机加以应用和推广，无疑在技术和经济上具有良好的可行性，也符合当今国际上的潮流，作为第一步，可以从引进国外先进柴油机入手，早做开发和技术储备。
5、跟踪国外环保车辆发展的最新动向，参与研制电动公共汽车和燃料电池公共汽车，并参与其向产业化、实用化发展的实践。几年来我们一直与有关的大专院校合作开发了多种电动公共汽车。也参与了由国家科技部组织的燃料电池公共汽车开发的攻关项目，以做为我们中远期的技术储备。今年我们与北京理工大学合作，将开发两辆国产电动汽车投入试运行，以取得相关经验和数据。
6、继续开发和生产双源无轨电车将是北京公交的目标之一。作为零排放的无污染车辆仍具有良好的市场前景，这种双源自动捕捉线网无轨电车即可以实行大容量，同时还解决线网馈线入地，清除路口架空线路的城市美观问题。
五、抓好与应用清洁燃料相关的配套工作
1、加气站的建设必须适应燃气汽车发展的要求。今年我们公交还将建设20多座加气站，经过一年的实践，我在缩短加气时间、改进加气工艺流程、合理选用气站设备等方面，积累了不少经验，包括使用国产化加气设备，都有了方案，我们为此还培训了一批工程技术人员，为下步维护加气站，监控加气动态过程、化验气质、建立质量站等都奠定了良好的基础。
2、建立一套良好、全面、有效的安全保障体系，以及科学的技术标准是做好应用清洁燃料工作的前提和重要环节。通过实践和学习，我们已建立一套有关燃气汽车及加气站在使用、改装、保养、维修、安全检查日常管理等方面的规章制度，下步还将建立气瓶定期检测站，确保压力容器安全使用和保养，同时还改造了一批保修厂房设施，使之具有自动安全报警和良好通风功能，保证安全生产。
3、加强环保检测和匹配，是保证车辆稳定排放效果的重要环节，在合理引进、采用相关仪器设备基础上，使改装
车、新车的动力性、排放性、经济性有机的统一。
改善大气环境，搞好环境保护，把首都建设成为高水平的国际化大都市，需要全社会在物质上的大量投入。因此，我们在推广应用环保型公交车辆的整个进程中，要尊重科学、实事求是、始终遵循经济效益与社会效益、环保效益的统一，牢固树立企业局部经济利益服从全局总体利益的观念。在符合全局利益的前提下，努力追求并争取企业的相对最佳的经济效益。如前所述，发展环保型公共汽车是一个大的系统工程，需要各方面的协调，因此必须为此制订本地区乃至企业的近期行动计划和中长期的规划，以防止小打小闹短期行为，朝令夕改或决策失误。环保治理没有规模就谈不上效益，我们必须有长远的打算，借鉴国外及国内兄弟省市的经验，通过持久不懈的努力，逐步形成规模，取得真正实实在在的环保效果，实现可持续发展，为子孙后代造福。
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