前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的國外農業機械節能減排現狀,希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
1美國農業機械的節能減排
美國的農機發展已經相對完善,依靠出口促進發展,一些主要制造廠商所設立的分銷機構已經遍布世界各地。在節能減排方面,美國的做法也相對比較好。
1.1節能措施
(1)結合地廣人稀的國情,鼓勵生產大型、高能效拖拉機和配套農機具;為節約制造成本,從歐盟、加拿大以及日本等國進口<74kW的中小型農機。(2)增強保護性耕作的推廣力度。20世紀二三十年代的美國,氣候持續干旱少雨,而人們廣泛應用大型機械進行大面積、多頻次的農田翻耕操作,導致土地沙化嚴重,發生了震驚世界的環境災難———“黑風暴”。為了改善這種狀況,美國在20世紀40年代開始推廣保護性耕作技術,如少耕、免耕和種植覆蓋作物等。隨著大功率拖拉機和免耕農業裝備的蓬勃發展,大部分農民已經欣然接受免耕少耕技術,其實施應用范圍不斷擴大?,F在,殘茬覆蓋面積達到30%標準的保護性耕作已在大豆、玉米等農作物的播種面積中占到近40%和25%,而且60%以上的耕作面積采用了少耕和免耕技術。
1.2減排措施
(1)通過立法強制性約束污染物排放。20世紀80年代—90年代初,美國開始實施《清潔空氣法》修正案,雖然由于當時的技術水平有限,此修正案對某些限值延緩執行,但卻明確規定在空氣污染嚴重的地區要實行車輛定期檢查和維修制度。在這段時期,美國的汽車排放控制技術發展速度最快,其大氣質量改善效果也最為明顯。為了鞏固這一成果,1990年,美國對《清潔空氣法》進行再次修正,重點提出要進一步改善空氣質量,特別是限制大城市的臭氧和一氧化碳排放濃度。此法案針對一切機動車,要求繼續提高尾氣排放標準,美國聯邦政府并向存在空氣質量問題嚴重的各州下放權力,這些州政府可以自主加嚴排放標準;建立有關清潔代用燃料和清潔車輛的法規;確定新配方汽油方案等。(2)通過EPA標準限制非公路發動機的排放。美國的非道路移動發動機排放法是由3級漸進式低排放標準構成,在數年內逐步實施每一級的計劃(以額定功率確定)。1994年,EPA制定了第1階段標準(Tier1),1996—2000年執行了這個標準,對功率≥36.8kW(50hp)的非公路發動機尾氣排放量加以限制;之后2001—2006年又執行了更為嚴格的第2階段標準(Tier2);2006—2008年執行了第3階段標準(Tier3),逐步將限制范圍擴大到<36.8kW的發動機;2004年EPA又簽署了第4階段標準(Tier4),執行期為2008—2015年,第4階段標準更為嚴格,要求在可使用控制技術(如高級尾氣處理技術)的條件下,PM和NOx的排放再減少90%。該標準要求發動機必須在整個使用壽命期內都能滿足,且EPA要求排放法規所涵蓋的所有發動機都要采用能夠反映排放量變化的劣化系數(DF),要求在發動機報廢前的任何一次排放檢測中DF都必須達標。排放的檢測手段與ISO8178C1是一樣的,即8工況模式穩態試驗循環法,允許為不同用途的發動機選擇ISO8178中的其他試驗循環法,如恒速發動機(D2循環),額定功率<19kW的變速發動機(G2循環),船舶發動機(E3循環)。EPA考慮在2001年修訂期間引入瞬態試驗循環法。在1998年的法規中,從測量全部的HC已經開始改為測量非甲烷碳氫化合物(NMHC)。因為在柴油機尾氣排放檢測中,EPA沒有檢測甲烷的標準方法,制造商可以使用他們自己的方法來分析非甲烷碳氫化合物或測量全部的碳氫化合物,并且從被測得的碳氫化合物數據中減去2%以得到正確的甲烷值。
2歐洲聯盟農業機械的節能減排
2.1燃油稅與財政補貼
2.1.1燃油稅
燃油稅是指對機動車購用的汽油、柴油所征收的稅,實際就是成品油消費稅。它是費改稅的產物,是取代養路費而開征的,其實質是汽車燃油稅。簡而言之,就是將現有的養路費轉換成燃油稅,實行捆綁收費。征收燃油稅的主要目的是讓少用油者少掏錢、多用油者多掏錢,達到節油的客觀效果,推進節能減排。與統一定額交納養路費相比,燃油稅方案顯然更加公平合理,有利于鼓勵社會節約能源、減少污染。目前世界上有100多個國家征收燃油稅,燃油稅征收是節能減排最為簡單直接的手段。世界各國的燃油稅稅率也各有不同,美國為30%,英國為73%,日本為120%,德國為260%,法國為300%。由此可見,歐洲國家的燃油稅相對來說是較重的。雖然很多國家都對農業機械用柴油有一些優惠政策以及價格補貼,但補貼的額度相對稅率來說是比較小的。因此,燃油稅對歐洲國家農業機械節能的促進作用是不言而喻的。
2.1.2財政補貼
通過財政補貼支持大型農業機械和節能型農業機械,鼓勵農機企業自主創新是歐盟國家普遍采取的一種方法。如世界上最大的農機出口國德國,每年農機制造行業產值占世界農機制造業總產值的1?10。在西歐國家中德國既是最大的農業機械生產國又是第2大農業機械消費國,德國農機制造行業產值約占西歐國家的1?4,產品出口率達74%。德國政府鼓勵農機合作組織的發展,政府對這類組織給予優惠政策以及相應的扶持,如給予合作購買大型農機的農民資金補貼、貼息貸款等待遇。目前德國市場的拖拉機年銷量為3.13萬臺,平均功率達到102.9kW(140hp)。為了能夠使農業機械化與農業可持續發展有機融合,歐洲的農業機械制造廠家研發并制造出相對環保的農業裝備,進一步向資源節約、環境保護方向發展。如深松滅茬圓盤犁、精密噴霧植保機械、節水噴灌機械和精密播種機等。德國雷墾公司的液壓旋轉雙向鏵式犁,能進行往返作業,不但縮短了空運轉時間,而且節約了能源。目前新能源是眾多農業機械廠商關注的領域,研發生產使用新能源的發動機以及為農業裝備配備新能源動力系統成為制造企業的主要目標。
2.2油料品質與發動機排放
歐盟國家對農業機械的污染物排放要求是全世界最為嚴格的,其限制手段主要是從燃料品質和發動機排放性能兩方面著手。(1)通過歐盟指令對市場流通的燃料污染物含量做了限制。1998年燃料質量指令為汽車、卡車、其他車輛以及機械用汽油、柴油設定了規范。隨著燃料和引擎技術的發展,為促進低碳燃料的發展,實現2005清潔空氣戰略,減少柴油中硫和PAHs的排放,歐盟于2007年提出了新的指令提案。這一提案在2009年7月得到簽署,它設定了道路車輛和非道路移動機械的燃料技術規范,設定目標減少溫室氣體的排放。在附錄II中規定柴油的硫含量不能>10mg?kg,金屬添加物甲基環戊二烯三羰基錳(MMT)在2011年要達到6mg?L,2014年達到2mg?L,且燃料必須標簽明示是否添加MMT。(2)通過規定發動機排放性能達到減排目的。作為第1個歐洲非公路用機動設備(NRMM)排放法規Directive97?68?EC在1998年2月27日以立法形式通過。該法規由兩個階段組成:1999年實施第1階段(StageⅠ);2001—2004年執行第2階段(StageⅡ),法規的實施由發動機輸出功率大小來確定。排放法規涵蓋的設備有工業用鉆機、壓縮機、輪式裝載機、推土機、非公路用卡車、挖掘機、叉車、道路養護設備、鏟雪機、機場地面支持設備、塔吊和移動式起重機。農業和林業拖拉機有同樣的排放標準。歐洲委員會在2000年12月18日對Directive97?68?EC提出了修正案,將功率<19kW的非公路用汽油發動機納入其中,使歐盟與美國在現行的小型發動機排放標準在更大范圍內取得一致。第1階段(StageⅠ)和第2階段(StageⅡ)排放量不得超過所列各項數值。第1階段排放量是指發動機排放限制值,且在未安裝尾氣后處理裝置之前達到。排放檢測依據ISO8178C1標準中規定的8工況模式試驗循環法,用g?(kW•h)表示。歐盟成員國必須在兩年過渡期內將歐洲法規轉換為其國家的法律。
3日本農業機械的節能減排
由于地理位置以及能源產量的制約,日本非常重視節能產品的開發以及在生產環節的節能,節能技術和經驗成為日本企業的特殊資本。日本的許多領域都開發出節能產品,在日常生活用品、電子產品、家用電器、辦公電器及設備、汽車、工程機械等領域。1979年《節約能源法》在日本開始實施,嚴格規定了能源消耗的標準,獎懲分明。《節約能源法》在2002年得到修善,節能標準提高。日本屬于典型的丘陵地區,其農業機械遠比不上歐美大型農業裝備,其農業機械以中小型的水稻全程機械化所需產品為主,由于設計針對性強,能滿足亞洲國家水稻產區的需求。在節能環保的政策環境下,農機生產過程中的節能減排是日本農業機械節能減排的重要組成部分。
(1)國外普遍應用的農業機械節能減排重要手段之一就是通過立法等,強制性約束污染物排放,通過獎懲分明的法律制度來對大眾形成約束。因此,我國在保證正常農業產出和保護農業生態的前提下,通過立法等手段,強制約束污染排放不達標機械的應用范圍,推廣先進節能的耕作制度,如保護性耕作、固定道、規?;笮娃r業及精細農業等,能大幅降低農業機械作業的能耗和污染物排放。農業部目前正在大范圍推廣保護性耕作,這對農業機械節能減排是一個良好契機。(2)歐盟國家普遍采取財政補貼形式,支持大型農業機械和節能型農業機械,鼓勵農機企業自主創新。目前我國農業機械產品的平均能耗水平偏高,農業機械產品多為中小功率發動機驅動,導致動力利用效率偏低。總體來說,農機產品與國外先進產品還存在一定差距,如果通過政府財政補貼等形式,鼓勵企業研發節能型農業機械,不斷提高農機制造水平,采用節能減排新技術,我國農業機械節能減排仍然有很大的空間。我國的農業機械節能減排標準體系尚處于起步階段,完善農機節能減排標準體系對促進農業機械節能減排技術進步是大有裨益的??傊?,美國、歐盟和日本等發達國家農業機械的節能減排經驗對我國農業發展具有重要的借鑒和啟示作用。
作者:鄒卓然 鐘妮娜 洪曼 趙慶南 單位:北京金輪坤天特種機械有限公司 現代農裝科技股份有限公司