卡特彼勒退出美國柴油機市場的經驗與教訓

編者按：我國去年7月1日實施國Ⅲ排放標準，給我國卡車企業帶來深刻影響。業內對排放升級采取哪條技術路線的問題，曾發生激烈爭論，有人對EGR發動機的排放水平尤其是某種裝置的作用提出過質疑。今年，國內多家卡車企業將陸續推出裝配EGR發動機的重卡。我們認為，業內人士的質疑有可能是多慮，但美國柴油發動機企業在排放升級過程中得到的經驗與教訓，對我國企業來說，也很有借鑒意義。但愿美國企業經歷的此類事件，在我國不會重演。
支付大額罰單、新排放標準提前15個月實施、強制投入專款進行排放升級研發、逾期不能達標還要追加罰款......這些實實在在的處罰，是美國柴油機企業在排放升級過程中經歷的重創。雖然遭受處罰的時間早在1998年，但其影響卻一直持續到現在。
美國是世界上最早開展汽車尾氣治理的國家，由于上世紀六七十年代加州洛杉磯發生"光化學煙霧事件"，致使美國在汽車尾氣的治理過程中，非常重視控制氮氧化物的排放量，這也是柴油車排放的主要污染物之一。
對于柴油發動機來說，大部分排放升級技術或多或少會影響動力性能。面對犧牲排放還是犧牲動力的兩難選擇，為了提升產品競爭力，上世紀90年代初，美國柴油機廠商逐漸開始采用專門的控制軟件，這種軟件可在發動機正常運轉時關閉或限制排放控制裝置，使重型卡車在高速公路定速行駛時，發動機能夠自動轉為更省油的運轉模式。但是，這種發動機控制技術在實際使用中會造成氮氧化物排放量上升。美國聯邦環保署將這種方法稱之為"排放失效裝置"，認為它規避了有關的環保法規，因而是非法的。
針對這一問題，美國聯邦環保署從1997年開始對美國主要柴油機制造商進行調查，并計劃通過美國司法部對這些公司的氮氧化物超標排放提起聯邦訴訟。
為了避免與聯邦政府進行曠日持久且費用高昂的法律訴訟，1998年，美國五大柴油機生產商(卡特比勒、康明斯、底特律柴油機、邁克卡車和沃爾沃北美卡車公司)與美國環保署和司法部達成了庭外和解。
根據和解協議，美國聯邦政府大幅度調低了對五大制造商的罰款額度。作為交換，五家公司同意環保署將原定2004年初生效的美國下一階段重型卡車排放標準提前15個月，即在2002年10月1日起正式實施，以此彌補之前產品超額排放污染物造成的損失。曾被定為EPA2004的排放法規，也就成了現在的EPA2002法規。
除了繳納罰款和提前實施新法規外，和解協議還包括：發動機制造商要撥出專款進行更為深入的污染控制研究，并對現有柴油機進行更新換代，降低氮氧化物排放量。同時，聯邦政府還允許制造商在2002年10月1日以后銷售排放超標的柴油機，但要處以罰款。排放超標程度越高，罰款越高。罰款額度將略高于達標所付出的成本，而且罰款金額逐年增加，以鼓勵廠商盡早達標。根據排量不同，每臺超標發動機的罰款金額在1萬~1.5萬美元之間。
從技術角度看，EPA2002法規對廠商來說是一個非常嚴峻的考驗。EPA2002法規與和解協議簽訂時美國重型卡車執行的EPA98排放法規相比，氮氧化物排放要降低50%。為了實現這一目標，美國柴油機廠商分成了兩大派，康明斯的"冷卻式廢氣再循環技術"(CEGR)和卡特彼勒的"先進燃燒廢氣減少技術"(ACERT)。
為了滿足美國聯邦環保署提前實施的新排放法規，各大發動機制造商投入巨額資金用于研發和產品更新。在如此短的時間內開發新的達標發動機，對柴油機制造商來說壓力非常大。既要將氮氧化物排放量大幅度降下來，又不能以犧牲發動機的燃油經濟性和可靠性為代價，難度相當大。同時，這也不可避免地造成新發動機成本上升，最終反映在卡車的價格上。
當時正逢美國經濟疲軟，911事件更使經濟形勢雪上加霜。經濟衰退造成的貨運需求不足，對美國卡車運輸業影響很大，全行業面臨著巨大的成本壓力。因此，從2002年年初開始，個別美國發動機廠商和卡車制造商聯手呼吁聯邦政府和環保署推遲實施新排放法規。但此時市場已經發生變化，由于采用CEGR技術路線的產品已經成熟，能夠完全滿足新法規的要求。特別是康明斯，新產品在可靠性和壽命方面的表現非常突出，逐漸取得用戶認可。同時，由于聯邦環保署和環保組織的堅持，新法規仍然如期實施。
采用ACERT技術的卡特彼勒，由于在2002、2003年度未能及時達到EPA2002標準，推遲一年才達標的卡特彼勒被罰款1.28億美元。而且由于機型復雜，導致故障率高，保修成本直線上升。卡特彼勒與康明斯的市場份額差距開始迅速加大，并最終宣布退出卡車柴油機市場，徹底改變了美國商用車柴油機市場的競爭格局。