一直以來被視做環(huán)?!罢系K者”而負面消息頻出的中石化終于打破沉寂,高調(diào)宣布于2013年10月1日起,提前啟動“國四”、“國五”汽油置換項目:在上海、江蘇沿江的8個地市及廣東的6個地市,開始實施“國五”汽油的置換,在其余的省區(qū)(市)開始全面置換“國四”汽油。
而按照國家此前的統(tǒng)一要求,我國在全國范圍內(nèi)全面執(zhí)行“國四”汽油標準的時間是在2014年1月1日,中石化的此次行動比國家要求的最后期限,整整提前了3個月。
于是有人認為,“國四”即將實現(xiàn),“國五”亦是指日可待。但是“國四”來了,“國五”就真的不遠了嗎?盡管由國家層面所制定的“國五”汽、柴油標準實施時間表顯示:2013年6月底前,相關部門發(fā)布第五階段車用柴油標準;2013年底前,發(fā)布第五階段車用汽油標準(硫含量不大于10ppm),并于2017年年底在全國范圍全部換用國Ⅴ汽柴油。
但知情人士透露,“國五”的實施之路并不平坦。在此前的國家汽油標準制定過程中,圍繞硫含量、錳含量、烯烴和芳烴含量、蒸氣壓和辛烷值等指標,汽車行業(yè)與煉油行業(yè)一直存在著巨大的分歧。圍繞著“國五”油標的制定,相關各方正在悄然展開一場博弈。
油品標準尚存爭議
相當于歐盟“歐五”標準的“國五”機動車排放標準,對氮氧化物、碳氫化合物等機動車排放物的限制更為嚴苛,歐盟國家已從2009年起執(zhí)行“歐五”標準。但在我國,該標準遲遲不能實施的主要原因就是油品質(zhì)量無法達標。
而要實現(xiàn)汽車的有效減排,除了提升汽車產(chǎn)品自身的技術水平外,油品質(zhì)量更是關鍵的影響因素,業(yè)內(nèi)一般稱之為“油到車到”。也就是說,要順利實施第五階段機動車的排放標準,需要相應的車用油品來配套,油品標準必須要先行一步實現(xiàn)升級。
但目前,實施機動車“國五”標準所需要供應的“國五”油品在標準的制定上尚存在較大的爭議。事實上,“國五”的油品標準分為汽油和柴油兩種標準,其中,第五階段車用柴油國家標準已于今年6月8日由國家標準委發(fā)布,但第五階段車用汽油國家標準還未出臺。內(nèi)部人士透露,新標準汽油的主要指標在第四階段標準基礎上,進一步加嚴,其中硫含量從50mg/kg降到10mg/kg,油品質(zhì)量將進一步提高。但目前爭論的焦點在于,在第五階段車用柴油國家標準的意見稿中,將調(diào)整汽油標準的辛烷值,即車用汽油牌號由90號、93號、97號修改為89號、92號、95號。而汽車行業(yè)人士普遍擔心的是,降低車用汽油牌號是否會影響車輛的正常使用?
國五與歐五為何有差異
事實上,早在去年5月7日,北京市就正式發(fā)布了北京市第五階段《車用汽油》(DB11/238-2012)、《車用柴油》(DB11/239-2012)標準,兩項標準于當年的5月31日正式實施。
雖然業(yè)界普遍預測,第五階段車用汽柴油標準將參考北京市的做法,采用相當于通常意義的歐五標準,使其主要指標符合歐五標準。比如,在已經(jīng)發(fā)布的第五階段車用柴油標準中,硫含量采用歐五車用燃油標準限值10mg/kg,而硫含量是車用燃油標準的一項標志性環(huán)保指標,各國提高車用燃油標準的主要任務是降低硫含量。
在“京版”的第五階段車用汽柴油標準中,硫含量指標就與歐五標準完全一致,其他指標也基本參照歐盟標準制定。但在考慮我國煉油工藝與環(huán)保要求的基礎上,“京版”第五階段車用汽柴油標準中的烯烴、芳烴、蒸氣壓、密度指標與歐五標準略有差異。
此外,“京版”標準中,原來第四階段車用汽油中的研究法辛烷值90號、93號、97號被調(diào)整為89號、92號、95號。在該標準推出時,對于北京市第五階段車用汽油牌號發(fā)生的這些變化,曾有過不同意見。
對此,北京市環(huán)保局相關人士表示,硫含量是車用燃油標準的一項標志性環(huán)保指標,降硫的主要作用是減小對汽車排氣后處理裝置的毒害,保證汽車排氣后處理裝置反應能力和凈化效率,延長汽車排氣后處理裝置使用壽命,確保國五排放標準車輛的正常使用。目前國內(nèi)煉油行業(yè)降硫的主要手段是采用加氫和吸附等工藝,這些手段會導致辛烷值略有下降。而目前我國仍缺乏高辛烷值汽油組分的生產(chǎn)手段,未來國內(nèi)的汽油辛烷值將存在下降的趨勢。
因此,考慮到我國石油煉制工藝的實際情況,參照歐洲車用汽油標準等標準技術指標和我國國家標準《車用汽油》中為滿足第V階段排放要求而提出的建議性車用汽油技術指標,在滿足環(huán)保要求的同時,北京市環(huán)保局最終同意石化行業(yè)認為需要將汽油辛烷值做出調(diào)整的意見,“即將原來第四階段車用汽油中的研究法辛烷值90號、93號、97號調(diào)整為89號、92號、95號?!辈贿^與此同時,在北京市的標準中,增加了考核95號汽油抗爆指數(shù)(RON +MON)/2的要求,原國三、國四汽油標準中97號汽油的抗爆指數(shù)(RON +MON)/2只是報告值,即有多少是多少。
汽油牌號降低有何影響?
由于各行業(yè)的利益訴求不同,對于“國五”車用汽油標準的態(tài)度也大不一樣。汽車行業(yè)專家普遍擔心取消高標號油品導致油耗加大、排放增多;而石化專家則擔心維持高標號油品會導致辛烷值資源不夠,煉油成本上升。
所謂90號、93號、97號無鉛汽油,是指它們分別含有90%、93%、97%的抗爆震能力強的“異辛烷”,也就是說分別含有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發(fā)動機對抗爆震能力高低的指標。原本用97號汽油的發(fā)動機,如果用90號汽油,就容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。而目前在國內(nèi)煉油行業(yè)中,降硫的主要手段普遍是采用加氫和吸附等工藝,這些手段會導致汽油的辛烷值略有下降。
“辛烷值”的高低,已然成為“國五”車用汽油標準中各方關注的焦點。
行業(yè)人士指出,已提前實施的“京五”標準的經(jīng)驗也許能為“國五”提供某種程度的借鑒。
據(jù)了解,為研究達國五排放標準車輛與北京第五階段車用汽柴油的適應性,北京市專門設立了科研項目,項目由中國汽車技術研究中心和濟南汽車檢測中心承擔,中石化石油化工科學研究院、中國石油石化研究院及國內(nèi)外主要汽車生產(chǎn)企業(yè)參與。
豐田汽車研發(fā)中心(中國)有限公司北京分公司、東風日產(chǎn)、日產(chǎn)(中國)投資有限公司、上海大眾、上海通用、北京現(xiàn)代、上海汽車、北京奔馳、東風本田、長安福特、江鈴汽車等11個汽車生產(chǎn)廠家和玉柴發(fā)動機、康明斯發(fā)動機、朝柴發(fā)動機、濰柴發(fā)動機、重汽發(fā)動機等6個重型柴油發(fā)動機廠家提供了20輛歐五輕型汽油車和8臺歐五重型柴油發(fā)動機參與項目的試驗。
按照機動車排放標準要求,中國汽車技術研究中心和濟南汽車檢測中心分別對輕型汽油車、重型柴油發(fā)動機進行了16萬公里和1000小時的耐久性試驗,使用的車用汽柴油分別由中石化、中石油按照北京市第五階段車用汽柴油標準指標配置,其中汽油使用的是92號汽油,柴油使用的是0號柴油。
在項目中,原使用第四階段93號汽油的共13輛國Ⅰ到國Ⅳ排放標準輕型車使用了第五階段92號汽油,原使用第四階段97號汽油的共6輛國Ⅳ以上排放標準輕型車使用的是第五階段95號汽油。北京市的此項實驗顯示,更換低牌號汽油后,車輛運行正常,油耗保持穩(wěn)定,未見異常現(xiàn)象。
中國汽車技術研究中心也曾做過類似的試驗,他們將原使用第四階段97號汽油的9輛國Ⅰ到國Ⅳ排放標準輕型車改為使用第四階段93號汽油,進行過測試。更換低牌號汽油后,車輛運行正常,油耗基本穩(wěn)定,未發(fā)生異?,F(xiàn)象。中國汽車技術研究中心認為,“汽油牌號降低(下降1-2個辛烷值),對在用車使用無明顯影響。”
金屬燃料添加劑的商機?
不能否認的是,辛烷值的降低對于汽油發(fā)動機的抗爆震能力還是存在著影響的,于是金屬燃料添加劑被作為一種解決之道,又一次浮出了水面,這其中MMT更是引人注目。
MMT是我國此前的國家汽油標準(GB17930-2006)中唯一允許加入的抗爆添加劑,主要用于煉油企業(yè)提高汽油辛烷值,彌補基礎汽油辛烷值的不足,滿足高標號汽油的市場供應。
使用MMT,還可減少或減輕煉油廠對汽油的精煉程度。
而來自相關機構的研究表明,汽油中的MMT燃燒后將以磷酸錳、硫酸錳、氧化錳型式的顆粒物排入大氣中。錳是一種重金屬和神經(jīng)毒素,一旦吸入,這些化合物能夠通過肺部進入血液,大腦和血液之間的阻隔無法阻擋錳進入大腦,從而導致錳在大腦中不斷累積直至危險劑量的水平,對人體健康造成很大影響,特別是對老人和兒童造成很大危害。國際清潔交通委員會、亞洲清潔空氣委員會和許多國際衛(wèi)生機構及專家都在呼吁在汽油中禁錳。
除了健康方面的影響,汽車行業(yè)本身也對于在汽油中增加金屬燃料添加劑持反對的態(tài)度。使用含MMT的市售汽油進行新車型的耐久性試驗時,錳基燃料添加劑會降低機動車尾氣催化轉化器的性能,汽車制造商發(fā)現(xiàn),尾氣催化轉換器背壓有升高,尾氣排放有惡化趨勢。
由于存在諸多風險,MMT的添加在歐美國家受到嚴格限制。但在我國,MMT添加在汽油中以提高其辛烷值,被視為有助于降低成本的有效途徑。有評論甚至認為,國五標準的實施將為金屬燃料添加劑帶來巨大的商機。
“如果新標準放任MMT的使用,對于環(huán)境、對于汽車行業(yè)都將是場災難?!币晃粯I(yè)內(nèi)專家這樣評價。
何為汽油標號
實際汽油抗爆性與標準汽油的抗爆性的比值為汽油標號。標號越高,抗爆性能就越強。標準汽油是由異辛烷和正庚烷組成。并不是標號越高越好,要根據(jù)發(fā)動機壓縮比合理選擇汽油標號。2011年12月,北京市擬定將汽油牌號由“90號,93號,97號”修改為“89號,92號,95號”,并規(guī)定硫含量不得超過0.001 %。
標準汽油由異辛烷和正庚烷組成。異辛烷的抗爆性好,其辛烷值定為100;正庚烷的抗爆性差,在汽油機上容易發(fā)生爆震,其辛烷值定為0。如果汽油的標號為90,則表示該標號的汽油與含異辛烷90%、正庚烷10%的標準汽油具有相同的抗爆性。 例如90號汽油,可以保證在壓縮比不大于9的發(fā)動機上使用不產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象,97號汽油就可以保證在壓縮比不大于9.7的發(fā)動機上使用不產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象。
汽車選擇汽油標號的首要標準就是發(fā)動機的壓縮比,也是當代汽車的核心節(jié)能指標。發(fā)動機的運行是由汽缸的“吸氣--壓縮--燃燒--排氣--吸氣”這樣周而復始的運動所組成,活塞在行程的最遠點和最近點時的汽缸體積之比就是壓縮比。降低油耗的成本最低、效果最好的方法就是提高發(fā)動機的壓縮比。提高壓縮比只是改變活塞行程,混合油氣壓縮得越厲害,它燃燒的反作用也越大,燃燒越充分。但壓縮比不是輕易能動的,因為得有另一個指標配合,即汽油的抗爆性指標,亦稱辛烷值,即汽油標號。
汽油標號過低的危害
汽油是極易揮發(fā)的液體,在零下30攝氏度時仍有可燃成分揮發(fā)出來,當汽油標號過低時,壓縮的混合油氣將在點火前自燃,點火時,已開始自燃的油氣又將產(chǎn)生強烈爆炸,使原先精確設計的燃燒程序失控,一部分汽油做了負功,一部分因為燃燒過程與活塞行程不同步不能完全燃燒,造成進氣閥和缸內(nèi)嚴重積碳,油耗增加,尾氣惡劣。當汽車高速行駛時,混亂的燃燒過程將產(chǎn)生連續(xù)爆震,會嚴重損傷發(fā)動機,造成火花塞絕緣破裂、電極過度燃燒、活塞敲缸、活塞環(huán)卡死、氣門燒蝕等后果。