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2013年1月份全国大范围发生了严重的雾霾天气,由此机动车尾气的排放又引起了人们的高度关注。雾霾天的原因之一被指向油品质量问题,目前公众对于油品标准升级的关注度越来越高。下面介绍一下我国车用汽油产品标准升级的进程和趋势,使大家了解我国为了改善环境而在车用汽油产品质量方面所做的工作,以及目前我国汽油产品质量与发达国家的差距。
一、车用汽油产品标准升级的进程
1999年以前,我国车用汽油产品标准的升级主要是为了满足车辆发动机工况的发展,在这之后则主要是为了适应環保要求的发展。1999年国家发布了《GB17930-1999车用无铅汽油》标准,取消了含铅车用汽油,同时降低了原车用无铅汽油中的铅含量、硫含量,将汽油分为90、93、95三个牌号,该标准相当于国I标准。2006年国家发布了《GB17930-2006车用汽油》标准,将汽油分为90、93、97三个牌号,规定了车用汽油(Ⅱ)和车用汽油(Ⅲ)标准(即我们通常所说的国Ⅱ和国Ⅲ),要求从2010年1月1日起执行车用汽油(Ⅲ)标准。一般来说,汽车发动机压缩比越大,要求汽油牌号也越高,2006年标准为了适应车辆发动机压缩比的要求,将1999年标准中的95号汽油升级为97号汽油。2011年国家又发布了《GB17930-2011车用汽油》标准,汽油牌号没有变化,规定了车用汽油(Ⅲ)和车用汽油(Ⅳ)标准(即国Ⅲ和国Ⅳ),要求从2014年1月1日起执行车用汽油(Ⅳ)标准,另外作为建议性标准规定了车用汽油(Ⅴ)的技术要求。
二、车用汽油产品标准升级与环保的关系
2011年国家发布的《车用汽油》标准中,车用汽油(Ⅲ)和车用汽油(Ⅳ)标准都各有20项质量指标,其中9项与发动机工况运行有关,11项为环保指标。9项与发动机工况运行有关的指标,均与2006年车用汽油(Ⅱ)标准相同。11项环保指标则变化较大,其中硫含量降低最为明显,另外苯含量、烯烃含量、锰含量也不同程度有所降低。油品中的硫几乎决定了机动车排放的所有污染物水平,无论是PM2.5(机动车排放颗粒物的直径几乎全部在2.5微米以下)、氮氧化物还是碳氢化合物、一氧化碳等,都会随着硫含量的增加而增加;锰为重金属,对人体健康有害;苯本身具有毒性,烯烃则导致汽油安定性差,苯和烯烃含量增加都会导致汽油燃烧不完全,排放物中PM2.5增加。我国车用汽油主要环保指标变化见表-1。
由表-1可见,随着汽油质量升级,汽油中各种污染物含量均不同程度在下降,而硫含量的下降幅度最大。当然,与西方发达国家相比,我国炼油工艺还不够发达,况且我国油品质量升级起步较晚,因此我国车用汽油质量等级与欧洲标准相比还是落后。欧洲车用汽油主要环保指标变化见表-2。
三、车用汽油环保指标与发动机工况指标的曲折发展
由表-1和表-2可知,为了适应环保的要求,车用汽油的排放污染物含量在不断降低。但与此相矛盾的是,随着车辆发动机技术的发展,对汽油抗爆性要求越来越高。汽油抗爆性用辛烷值来表示,车用汽油的牌号是根据其辛烷值确定的,如93号汽油表示其辛烷值不低于93,辛烷值越高,抗爆性越好。为了提高汽油辛烷值,最初是加入四乙基铅,但铅污染环境太严重,因此我国1999年取消了含铅汽油,改加含锰添加剂,锰对环境也有影响,故2006年起我们又开始限制锰剂的加入,改为调整汽油中苯等辛烷值高的组分含量。在提高汽油辛烷值与环保之间,车用汽油标准始终是在矛盾中发展的。这从不同标准对汽油牌号的划分可以看出来,见表-3。
由表-3可见,1999年为了达到环保的要求,在不加铅的情况下,汽油牌号最高只能到95号,后来随着炼油工艺的改进,汽油牌号提高到了97号,在以后将要实施的车用汽油(V)标准中,为了适应环保的严格要求,汽油的牌号不得不降低为89、92、95号。这就是目前北京实施京V的机动车排放新标准(即汽油标准V)后,汽油的牌号变为89、92、95号的原因,作为环保的成果,与国IV汽油相比,京V汽油标准中硫含量指标限值由50ppm降低为10ppm,锰含量指标限值由0.008g/L降低为0.002g/L,新车减排可达40%左右。我相信,随着炼油工艺的改进,一段时间后,国V汽油的牌号还会提高,当然汽车排放污染物含量也会不断降低。
一、车用汽油产品标准升级的进程
1999年以前,我国车用汽油产品标准的升级主要是为了满足车辆发动机工况的发展,在这之后则主要是为了适应環保要求的发展。1999年国家发布了《GB17930-1999车用无铅汽油》标准,取消了含铅车用汽油,同时降低了原车用无铅汽油中的铅含量、硫含量,将汽油分为90、93、95三个牌号,该标准相当于国I标准。2006年国家发布了《GB17930-2006车用汽油》标准,将汽油分为90、93、97三个牌号,规定了车用汽油(Ⅱ)和车用汽油(Ⅲ)标准(即我们通常所说的国Ⅱ和国Ⅲ),要求从2010年1月1日起执行车用汽油(Ⅲ)标准。一般来说,汽车发动机压缩比越大,要求汽油牌号也越高,2006年标准为了适应车辆发动机压缩比的要求,将1999年标准中的95号汽油升级为97号汽油。2011年国家又发布了《GB17930-2011车用汽油》标准,汽油牌号没有变化,规定了车用汽油(Ⅲ)和车用汽油(Ⅳ)标准(即国Ⅲ和国Ⅳ),要求从2014年1月1日起执行车用汽油(Ⅳ)标准,另外作为建议性标准规定了车用汽油(Ⅴ)的技术要求。
二、车用汽油产品标准升级与环保的关系
2011年国家发布的《车用汽油》标准中,车用汽油(Ⅲ)和车用汽油(Ⅳ)标准都各有20项质量指标,其中9项与发动机工况运行有关,11项为环保指标。9项与发动机工况运行有关的指标,均与2006年车用汽油(Ⅱ)标准相同。11项环保指标则变化较大,其中硫含量降低最为明显,另外苯含量、烯烃含量、锰含量也不同程度有所降低。油品中的硫几乎决定了机动车排放的所有污染物水平,无论是PM2.5(机动车排放颗粒物的直径几乎全部在2.5微米以下)、氮氧化物还是碳氢化合物、一氧化碳等,都会随着硫含量的增加而增加;锰为重金属,对人体健康有害;苯本身具有毒性,烯烃则导致汽油安定性差,苯和烯烃含量增加都会导致汽油燃烧不完全,排放物中PM2.5增加。我国车用汽油主要环保指标变化见表-1。
由表-1可见,随着汽油质量升级,汽油中各种污染物含量均不同程度在下降,而硫含量的下降幅度最大。当然,与西方发达国家相比,我国炼油工艺还不够发达,况且我国油品质量升级起步较晚,因此我国车用汽油质量等级与欧洲标准相比还是落后。欧洲车用汽油主要环保指标变化见表-2。
三、车用汽油环保指标与发动机工况指标的曲折发展
由表-1和表-2可知,为了适应环保的要求,车用汽油的排放污染物含量在不断降低。但与此相矛盾的是,随着车辆发动机技术的发展,对汽油抗爆性要求越来越高。汽油抗爆性用辛烷值来表示,车用汽油的牌号是根据其辛烷值确定的,如93号汽油表示其辛烷值不低于93,辛烷值越高,抗爆性越好。为了提高汽油辛烷值,最初是加入四乙基铅,但铅污染环境太严重,因此我国1999年取消了含铅汽油,改加含锰添加剂,锰对环境也有影响,故2006年起我们又开始限制锰剂的加入,改为调整汽油中苯等辛烷值高的组分含量。在提高汽油辛烷值与环保之间,车用汽油标准始终是在矛盾中发展的。这从不同标准对汽油牌号的划分可以看出来,见表-3。
由表-3可见,1999年为了达到环保的要求,在不加铅的情况下,汽油牌号最高只能到95号,后来随着炼油工艺的改进,汽油牌号提高到了97号,在以后将要实施的车用汽油(V)标准中,为了适应环保的严格要求,汽油的牌号不得不降低为89、92、95号。这就是目前北京实施京V的机动车排放新标准(即汽油标准V)后,汽油的牌号变为89、92、95号的原因,作为环保的成果,与国IV汽油相比,京V汽油标准中硫含量指标限值由50ppm降低为10ppm,锰含量指标限值由0.008g/L降低为0.002g/L,新车减排可达40%左右。我相信,随着炼油工艺的改进,一段时间后,国V汽油的牌号还会提高,当然汽车排放污染物含量也会不断降低。