EGR、SCR两种技术路线的比较

EGR、SCR两种技术路线的比较（转）

(2009-09-20 23:50:30)

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两种技术路线的比较

1.选择性催化还原SCR

SCR系统通过机内净化降低PM 排放，然后利用SCR 系统降低NOX 排放。

2.废气再循环EGR

EGR系统通过EGR 将NOX 排放降低到标准要求以下，通过DOC（柴油氧

化催化剂）或者DOC+DPF（颗粒捕捉器）将TPM（总颗粒物）降低到排放标准

以下。

EGR 系统有以下几种形式：

（1）EGR+DOC：通过EGR 降低NOX 排放，同时大幅提高喷油压力并增加DOC 以降低TPM 排放。斯堪尼亚在EGR 基础上，在机内系统采用了同康明斯联合研发的XPI（超高压燃油喷射系统，不同我们之前讨论的三大主流主机技术），喷油压力增加到220MPa 以上，再加上DOC，实现了欧Ⅳ排放。可见该路径需要较

高的喷油压力，并不适用于之前讨论的主流主机技术。

（2）EGR+DOC+DPF：根据过滤器再生方式不同，又分为主动再生型和被动再

生型，目前欧美都以主动再生以技术为主。被动再生技术曾广泛用于欧美在用车

改造，但由于被动再生需要低硫燃油，同时受发动机工况、负载以及排温的影响，所以在安装被动再生系统前一定要保证能够提供再生所需要的条件。目前欧美单

纯采用被动再生技术已经越来越少。

（3）另外，也有制造商通过使用EGR+DOC+POC（颗粒氧化催化器，通过氧化

碳烟来降低颗粒数）系统作为过渡技术达到欧Ⅳ排放，该系统需要与被动再生技

术相同的工作条件。但是该系统最大的优点是价格相对较低，依照中国的现实情

况和目前所知，国Ⅳ排量3.9L 以内的车辆极可能采用该技术（其中3.5 吨以上车辆则采用DOC+POC 的技术）。

通过以上分析，我们可以得到EGR+DOC+DPF 系统为目前主流的重型车

EGR 技术的结论。

通过以上对比，我们得到两种技术路线的比较：

（1）SCR 系统：优势在于无需对机体进行改动，即国Ⅲ电控裸机加上SCR 即可实现国Ⅳ；发动机耐久性好；燃油经济性好；对燃油和机油品质要求低；无催化

器堵塞风险；技术升级连续性较好；维护费用低。

劣势在于初始成本高；质量较大，单车损失有效载荷在400Kg 左右；对封装要求较高；低温失效问题，尿素在零下11 度会凝固，在黄河以北地区使用，需加装解冻装置，进一步增加了成本和损失了有效载荷；最主要的问题是随车携带的尿素

一般可使用5000~10000Km，需及时补充，面临尿素的供应和配给问题。

（2）EGR+DOC+DPF 系统：优势在于初始成本低；对封装要求低。

劣势在于需要对国Ⅲ主机技改，标定更为复杂，增加了开发成本以及标定难度；

对超低硫含量的燃油及高品质润滑油的依赖；燃油经济性差；技术升级连续性相

对较差；由于易堵塞，维护费用高。最主要的问题仍是全国范围内低硫柴油的供

应及如何处理更复杂的系统标定问题。

欧美的选择及执行经验

从国外的实际情况来看：在欧洲，大部分国家选择SCR 作为主流的技术路

线；在美国，则主要选择EGR+DOC+DPF 技术路线。

欧洲重型车选用SCR，轻型车和公交车选用EGR+DOC+DPF 的趋势非常明

显。欧洲的大部分厂商之所以选择SCR 技术来满足欧Ⅳ/欧Ⅴ排放标准，主要是

出于成本因素，欧洲的燃油价格很高，SCR 技术较好的燃油经济使该技术成为首选。当然，在有些地方仍然需要采用EGR+DOC+DPF 技术，因为某些地方仍然

规定未加装DPF 的车辆不得进入市区。

目前美国主要采用主动再生EGR+DOC+DPF 技术来满足US2007 排放法

规。原因在于，美国的燃油价格比较低，尿素供应系统及其相关基础设施建设尚

未健全；同时，US2007HDD 标准提出了新车240,000 km 无维修的要求，这也

在一定程度上阻止了SCR 技术在美国的应用，因为使用SCR 技术约每

5,000~10,000km 就要添加一次尿素。因此如要采用SCR 技术，需要申请特别许可。不过，2006 年美国EPA 发布了认证SCR 技术的轻型和重型柴油车申请排放证书程序（EPA-HQ-OAR-2006-0886-0002），表明美国也开始使用SCR 技术。

对于要求更高的欧Ⅵ以及美国EPA2010 排放标准，单纯依靠SCR 或者

EGR+DOC+DPF 技术都很难达到要求，必须把两者相结合才能满足要求。戴姆

勒宣布其Blue Tec 系统将采用SCR 技术以满足美国EPA2010 标准；而康明斯也将在其中型柴油机上使用SCR 技术以满足EPA2010。'

国内的实践

我们统计了北京环保局自2008 年以来公布的所有符合国Ⅳ排放标准的重型

柴油车及重型柴油发动机型号目录，其中SCR 系统占据了绝对领先的市场份额。值得注意的是所有带OBD（车载自动诊断系统）的重型车和重型柴油机均选用了SCR 系统，而在SCR 系统供应商上中仅有威孚力达一家国产供应商。

从北京奥运会期间国Ⅳ实施的实际情况来看，北京成功运行了约4 500 辆采

用SCR 技术的公交柴油车，由公交公司负责尿素供给。沈阳、杭州、广州等其

他城市也在试验这种车辆。

玉柴对配置YC6L (177kW) 发动机的公交车运行在城区和城郊工况下的节

能、减排效果进行了测试。初步测试结果显示：一、使用国Ⅳ发动机相对国Ⅲ同

型号发动机，油耗下降3 060t/（年千台），NOx排放下降720（城区）～840（城郊）t/（年千台），PM 排放下降3.6t/（年千台）；二、使用国Ⅴ发动机相对国Ⅲ同型号发动机，油耗下降3060t/（年千台），NOx排放下降780（城区）～964（城郊）t/（年千台），PM 排放下降3.6t/（年千台）；三、春秋季节尿素溶液消耗量在2.1～2.8 L/100km，夏季消耗量在2.5～3 L/100km。按每辆公交年行驶30,000km

计算，单车年消耗尿素溶液720L。

我们的观点

根据技术路线的比较以及国内外的实践情况，我们认为在国Ⅳ阶段，SCR 将

会成为重型柴油机后处理系统的主流技术，主要是由于：

（1）发动机不用再次技改。这将大大降低整车厂的升级成本和周期，若采用

EGR+DOC+DPF 技术则需要重新设计主机，再次的复杂标定过程工作量庞大，

在国内国Ⅲ/国Ⅳ主机技术仍不能算成熟的背景下，该优势十分明显；

（2）SCR 技术对燃油和机油要求低。《石化产业调整和振兴规划》显示2010 年我国柴油供给才能全部达到国Ⅲ标准，预计短期内很难达到EGR+DOC+DPF 所

需的500PPM 含硫量标准。而国Ⅳ标准即使再次推迟，也很难晚于2011 年年底。由于不存在EGR 所面临的硫化物堵塞问题，维护费用低。

（3）SCR 技术的燃油经济性较好。SCR 油耗性领先EGR 约8%的优势，使得

能够弥补其初始成本略高的劣势。

关于尿素供应的问题：若以100 万辆的年运行30 万公里中重型商用车计算，

预计需尿素溶液80 亿升，折算尿素约280 万吨（尿素溶液密度及尿素含量标准

参考自2009 年6 月深圳颁布的《车用尿素溶液深圳经济特区技术规范编制说明》）。以我国目前尿素2000 万吨的产能和1500~1600 万吨的需求而言，在实施国Ⅳ的3 年内，我们预计尚不会对尿素供求局面造成冲击，但可能推高尿素价格。尿素配送制度可参考国外经验：在欧洲是由尿素生产商、车辆制造商、石油

公司甚至一些物流公司共同来负责。目前，在整个欧洲已有6 000 多个尿素供应点。比如，在服务区、车辆维修站、加油站以及汽车专卖店等地点供应尿素还原剂。可利用便携式的尿素罐来供给尿素（常见如5L、10L 和18L）；也可以设置和加注燃料一样的尿素泵，供给尿素。对于卡车车队或者公交公司等，可以在本

单位内部设置中小型的散装容器，储存尿素以备使用。可供选择的有中型散装容

器以及小型散装容器。

在美国，尿素供应制度主要责任在供应商，有以下几种方式：1.汽车分销商

供应尿素还原剂。由汽车制造商负责向其分销商提供足够用的尿素还原剂，当其

汽车客户需要添加尿素时，可在其汽车分销商处购得；2.卡车服务站供应尿素还

原剂。卡车制造商应负责在卡车服务站或其他公用加油站有足够的尿素供应，以

满足卡车尿素添加的需要；3.应急计划。汽车制造商应负责建立尿素供应应急计划，比如开通全天24h 服务热线，当用户需要添加尿素而无法在汽车分销商或其他可及地点得到时，可以拨打该电话。

我们认为国内的尿素供应制度可在参考以上经验的基础上，由政府主导推动

以中石油、中石化在加油站建立尿素为主。