围绕“国五”油标展开的博弈

时间:2022-10-03 11:23:50

一直以来被视做环保“障碍者”而负面消息频出的中石化终于打破沉寂,高调宣布于2013年10月1日起,提前启动“国四”、“国五”汽油置换项目:在上海、江苏沿江的8个地市及广东的6个地市,开始实施“国五”汽油的置换,在其余的省区(市)开始全面置换“国四”汽油。

而按照国家此前的统一要求,我国在全国范围内全面执行“国四”汽油标准的时间是在2014年1月1日,中石化的此次行动比国家要求的最后期限,整整提前了3个月。

于是有人认为,“国四”即将实现,“国五”亦是指日可待。但是“国四”来了,“国五”就真的不远了吗?尽管由国家层面所制定的“国五”汽、柴油标准实施时间表显示:2013年6月底前,相关部门第五阶段车用柴油标准;2013年底前,第五阶段车用汽油标准(硫含量不大于10ppm),并于2017年年底在全国范围全部换用国Ⅴ汽柴油。

但知情人士透露,“国五”的实施之路并不平坦。在此前的国家汽油标准制定过程中,围绕硫含量、锰含量、烯烃和芳烃含量、蒸气压和辛烷值等指标,汽车行业与炼油行业一直存在着巨大的分歧。围绕着“国五”油标的制定,相关各方正在悄然展开一场博弈

油品标准尚存争议

相当于欧盟“欧五”标准的“国五”机动车排放标准,对氮氧化物、碳氢化合物等机动车排放物的限制更为严苛,欧盟国家已从2009年起执行“欧五”标准。但在我国,该标准迟迟不能实施的主要原因就是油品质量无法达标。

而要实现汽车的有效减排,除了提升汽车产品自身的技术水平外,油品质量更是关键的影响因素,业内一般称之为“油到车到”。也就是说,要顺利实施第五阶段机动车的排放标准,需要相应的车用油品来配套,油品标准必须要先行一步实现升级。

但目前,实施机动车“国五”标准所需要供应的“国五”油品在标准的制定上尚存在较大的争议。事实上,“国五”的油品标准分为汽油和柴油两种标准,其中,第五阶段车用柴油国家标准已于今年6月8日由国家标准委,但第五阶段车用汽油国家标准还未出台。内部人士透露,新标准汽油的主要指标在第四阶段标准基础上,进一步加严,其中硫含量从50mg/kg降到10mg/kg,油品质量将进一步提高。但目前争论的焦点在于,在第五阶段车用柴油国家标准的意见稿中,将调整汽油标准的辛烷值,即车用汽油牌号由90号、93号、97号修改为89号、92号、95号。而汽车行业人士普遍担心的是,降低车用汽油牌号是否会影响车辆的正常使用?

国五与欧五为何有差异

事实上,早在去年5月7日,北京市就正式了北京市第五阶段《车用汽油》(DB11/238-2012)、《车用柴油》(DB11/239-2012)标准,两项标准于当年的5月31日正式实施。

虽然业界普遍预测,第五阶段车用汽柴油标准将参考北京市的做法,采用相当于通常意义的欧五标准,使其主要指标符合欧五标准。比如,在已经的第五阶段车用柴油标准中,硫含量采用欧五车用燃油标准限值10mg/kg,而硫含量是车用燃油标准的一项标志性环保指标,各国提高车用燃油标准的主要任务是降低硫含量。

在“京版”的第五阶段车用汽柴油标准中,硫含量指标就与欧五标准完全一致,其他指标也基本参照欧盟标准制定。但在考虑我国炼油工艺与环保要求的基础上,“京版”第五阶段车用汽柴油标准中的烯烃、芳烃、蒸气压、密度指标与欧五标准略有差异。

此外,“京版”标准中,原来第四阶段车用汽油中的研究法辛烷值90号、93号、97号被调整为89号、92号、95号。在该标准推出时,对于北京市第五阶段车用汽油牌号发生的这些变化,曾有过不同意见。

对此,北京市环保局相关人士表示,硫含量是车用燃油标准的一项标志性环保指标,降硫的主要作用是减小对汽车排气后处理装置的毒害,保证汽车排气后处理装置反应能力和净化效率,延长汽车排气后处理装置使用寿命,确保国五排放标准车辆的正常使用。目前国内炼油行业降硫的主要手段是采用加氢和吸附等工艺,这些手段会导致辛烷值略有下降。而目前我国仍缺乏高辛烷值汽油组分的生产手段,未来国内的汽油辛烷值将存在下降的趋势。

因此,考虑到我国石油炼制工艺的实际情况,参照欧洲车用汽油标准等标准技术指标和我国国家标准《车用汽油》中为满足第V阶段排放要求而提出的建议性车用汽油技术指标,在满足环保要求的同时,北京市环保局最终同意石化行业认为需要将汽油辛烷值做出调整的意见,“即将原来第四阶段车用汽油中的研究法辛烷值90号、93号、97号调整为89号、92号、95号。”不过与此同时,在北京市的标准中,增加了考核95号汽油抗爆指数(RON +MON)/2的要求,原国三、国四汽油标准中97号汽油的抗爆指数(RON +MON)/2只是报告值,即有多少是多少。

汽油牌号降低有何影响?

由于各行业的利益诉求不同,对于“国五”车用汽油标准的态度也大不一样。汽车行业专家普遍担心取消高标号油品导致油耗加大、排放增多;而石化专家则担心维持高标号油品会导致辛烷值资源不够,炼油成本上升。

所谓90号、93号、97号无铅汽油,是指它们分别含有90%、93%、97%的抗爆震能力强的“异辛烷”,也就是说分别含有10%、7%、3%的抗爆震能力差的“正庚烷”。于是辛烷值的高低就成了汽油发动机对抗爆震能力高低的指标。原本用97号汽油的发动机,如果用90号汽油,就容易产生爆震现象。而目前在国内炼油行业中,降硫的主要手段普遍是采用加氢和吸附等工艺,这些手段会导致汽油的辛烷值略有下降。

“辛烷值”的高低,已然成为“国五”车用汽油标准中各方关注的焦点。

行业人士指出,已提前实施的“京五”标准的经验也许能为“国五”提供某种程度的借鉴。

据了解,为研究达国五排放标准车辆与北京第五阶段车用汽柴油的适应性,北京市专门设立了科研项目,项目由中国汽车技术研究中心和济南汽车检测中心承担,中石化石油化工科学研究院、中国石油石化研究院及国内外主要汽车生产企业参与。

丰田汽车研发中心(中国)有限公司北京分公司、东风日产、日产(中国)投资有限公司、上海大众、上海通用、北京现代、上海汽车、北京奔驰、东风本田、长安福特、江铃汽车等11个汽车生产厂家和玉柴发动机、康明斯发动机、朝柴发动机、潍柴发动机、重汽发动机等6个重型柴油发动机厂家提供了20辆欧五轻型汽油车和8台欧五重型柴油发动机参与项目的试验。

按照机动车排放标准要求,中国汽车技术研究中心和济南汽车检测中心分别对轻型汽油车、重型柴油发动机进行了16万公里和1000小时的耐久性试验,使用的车用汽柴油分别由中石化、中石油按照北京市第五阶段车用汽柴油标准指标配置,其中汽油使用的是92号汽油,柴油使用的是0号柴油。

在项目中,原使用第四阶段93号汽油的共13辆国Ⅰ到国Ⅳ排放标准轻型车使用了第五阶段92号汽油,原使用第四阶段97号汽油的共6辆国Ⅳ以上排放标准轻型车使用的是第五阶段95号汽油。北京市的此项实验显示,更换低牌号汽油后,车辆运行正常,油耗保持稳定,未见异常现象。

中国汽车技术研究中心也曾做过类似的试验,他们将原使用第四阶段97号汽油的9辆国Ⅰ到国Ⅳ排放标准轻型车改为使用第四阶段93号汽油,进行过测试。更换低牌号汽油后,车辆运行正常,油耗基本稳定,未发生异常现象。中国汽车技术研究中心认为,“汽油牌号降低(下降1-2个辛烷值),对在用车使用无明显影响。”

金属燃料添加剂的商机?

不能否认的是,辛烷值的降低对于汽油发动机的抗爆震能力还是存在着影响的,于是金属燃料添加剂被作为一种解决之道,又一次浮出了水面,这其中MMT更是引人注目。

MMT是我国此前的国家汽油标准(GB17930-2006)中唯一允许加入的抗爆添加剂,主要用于炼油企业提高汽油辛烷值,弥补基础汽油辛烷值的不足,满足高标号汽油的市场供应。

使用MMT,还可减少或减轻炼油厂对汽油的精炼程度。

而来自相关机构的研究表明,汽油中的MMT燃烧后将以磷酸锰、硫酸锰、氧化锰型式的颗粒物排入大气中。锰是一种重金属和神经毒素,一旦吸入,这些化合物能够通过肺部进入血液,大脑和血液之间的阻隔无法阻挡锰进入大脑,从而导致锰在大脑中不断累积直至危险剂量的水平,对人体健康造成很大影响,特别是对老人和儿童造成很大危害。国际清洁交通委员会、亚洲清洁空气委员会和许多国际卫生机构及专家都在呼吁在汽油中禁锰。

除了健康方面的影响,汽车行业本身也对于在汽油中增加金属燃料添加剂持反对的态度。使用含MMT的市售汽油进行新车型的耐久性试验时,锰基燃料添加剂会降低机动车尾气催化转化器的性能,汽车制造商发现,尾气催化转换器背压有升高,尾气排放有恶化趋势。

由于存在诸多风险,MMT的添加在欧美国家受到严格限制。但在我国,MMT添加在汽油中以提高其辛烷值,被视为有助于降低成本的有效途径。有评论甚至认为,国五标准的实施将为金属燃料添加剂带来巨大的商机。

“如果新标准放任MMT的使用,对于环境、对于汽车行业都将是场灾难。”一位业内专家这样评价。

何为汽油标号

实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值为汽油标号。标号越高,抗爆性能就越强。标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成。并不是标号越高越好,要根据发动机压缩比合理选择汽油标号。2011年12月,北京市拟定将汽油牌号由“90号,93号,97号”修改为“89号,92号,95号”,并规定硫含量不得超过0.001 %。

标准汽油由异辛烷和正庚烷组成。异辛烷的抗爆性好,其辛烷值定为100;正庚烷的抗爆性差,在汽油机上容易发生爆震,其辛烷值定为0。如果汽油的标号为90,则表示该标号的汽油与含异辛烷90%、正庚烷10%的标准汽油具有相同的抗爆性。 例如90号汽油,可以保证在压缩比不大于9的发动机上使用不产生爆燃现象,97号汽油就可以保证在压缩比不大于9.7的发动机上使用不产生爆燃现象。

汽车选择汽油标号的首要标准就是发动机的压缩比,也是当代汽车的核心节能指标。发动机的运行是由汽缸的“吸气--压缩--燃烧--排气--吸气”这样周而复始的运动所组成,活塞在行程的最远点和最近点时的汽缸体积之比就是压缩比。降低油耗的成本最低、效果最好的方法就是提高发动机的压缩比。提高压缩比只是改变活塞行程,混合油气压缩得越厉害,它燃烧的反作用也越大,燃烧越充分。但压缩比不是轻易能动的,因为得有另一个指标配合,即汽油的抗爆性指标,亦称辛烷值,即汽油标号。

汽油标号过低的危害

汽油是极易挥发的液体,在零下30摄氏度时仍有可燃成分挥发出来,当汽油标号过低时,压缩的混合油气将在点火前自燃,点火时,已开始自燃的油气又将产生强烈爆炸,使原先精确设计的燃烧程序失控,一部分汽油做了负功,一部分因为燃烧过程与活塞行程不同步不能完全燃烧,造成进气阀和缸内严重积碳,油耗增加,尾气恶劣。当汽车高速行驶时,混乱的燃烧过程将产生连续爆震,会严重损伤发动机,造成火花塞绝缘破裂、电极过度燃烧、活塞敲缸、活塞环卡死、气门烧蚀等后果。

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