我國汽柴油質量升級步伐加快

□ 鄭麗君 朱慶云 李雪靜

我國汽柴油質量升級步伐加快

□ 鄭麗君 朱慶云 李雪靜

雖然我國汽柴油質量升級的總體進程略落后于歐美日等發達國家或地區，但我國從國3到國5的進程要短于歐盟、美國等同類指標的進程，這讓我們看到了我國提升油品質量的決心。

加快油品質量升級是近年來應對大氣污染的重要手段之一。2017年1月1日，國5車用汽柴油在全國全面執行、京6車用汽柴油在北京開始執行。雖然我國清潔油品標準開始實施的時間晚于歐、美、日等世界先進國家或地區，但我國用了更短時間，實現了車用汽柴油質量標準達到這些國家或地區汽柴油質量標準的水平。標準的實施給煉油企業、汽車行業等均帶來極大挑戰。只有發揮政府、煉油企業、汽車行業、社會公眾等共同作用，嚴格執行新標準，才能切實減少機動車污染物排放，改善大氣質量。

歐、美、日油品質量升級歷程

歐盟、美國、日本等發達國家或地區率先實行油品質量升級，并引領著世界油品升級的步伐。由于硫含量過高會直接導致汽車尾氣中二氧化硫（SO2）排放量增加，同時影響催化性能，導致揮發性有機物（VOCs）、氮氧化物（NOx）等的排放量增加，因此，嚴格控制油品中的硫含量是清潔燃料油品質量升級的共同點。

歐洲汽油質量標準以環保為理念，始終引領全球。1993～1996年，歐盟實施歐1質量標準，規定汽油和柴油的硫含量不大于1000ppm和2000ppm（1ppm為百萬分之一）。此后，歐盟不斷進行油品質量升級。2000年開始執行的歐3標準，規定汽油和柴油的硫含量分別降至不大于150ppm和350ppm，并對汽油中的烯烴、芳烴以及柴油中的稠環芳烴開始進行限制。2009年，歐盟開始實行歐5標準，汽油和柴油的硫含量均由歐4的不大于50ppm降至不大于10ppm。現行的歐6標準與歐5標準相比，硫含量等眾多指標沒有變化，車用汽油中對氧含量、蒸汽壓等指標做了不同規定，車用柴油中進一步對密度等指標在歐盟不同地區或條件下的要求做了細化。由于歐洲國家較多，具體各國的標準實施時間以及一些限值有所不同。德國、芬蘭、瑞典和英國從2002年起開始投用低硫或硫含量低于10ppm的汽油，2009年起所有車用汽油硫含量低于5ppm；瑞典、德國等國家也先于其他歐盟國家實施超低硫柴油質量標準。

美國的車用汽柴油標準相對較為復雜，各州之間存在一定差異，其中以加州的標準最為嚴格。美國現行的汽油標準采用的是“復雜模型（complex models）”，即通過計算車用汽油VOC、NOx等的排放量來達到排放要求，其汽油質量標準限值分為最大值（Cap）、一般值（Flat）和平均值（Average）。美國從1998年開始執行第一階段新配方汽油（RFG 1）標準，2000年開始執行RFG 2，規定汽油的最大硫含量為80ppm，平均硫含量為30ppm。加州從1992年開始執行加州第一階段新配方汽油（CaRFG 1）標準，1996年執行CaRFG 2標準，2003年開始執行CaRFG 3標準。CaRFG 3標準的最大硫含量為30ppm，平均硫含量為15ppm，苯的體積分數最大為1.1%，平均為0.7%。可見加州標準更為嚴格。為進一步減少汽車尾氣排放，美國自2017年1月1日起將汽油硫含量降至10ppm。與汽油標準相比，美國的柴油標準不太復雜。美國現行聯邦柴油標準對硫含量的限值均為15ppm，但加州柴油標準與美國聯邦柴油標準對總芳烴的要求有所不同，加州柴油標準對大煉廠的柴油中總芳烴要求為體積含量不大于10%，而對煉油能力在350萬噸/年以下的小煉廠其限值為20%，但要求在一定期限內達到加州的正式標準。美國聯邦柴油標準對總芳烴的限值為體積分數不大于35%。

日本是世界上最早推行無鉛汽油的國家之一，目前在清潔燃料生產上仍處于較領先地位。日本自2005年起要求汽油硫含量降至50ppm，2008年起汽油硫含量進一步降低至不大于10ppm，柴油中的硫含量也自2007年起降至不大于10ppm。

總體而言，歐盟、美國、日本等發達國家或地區均自20世紀90年代開始進行油品質量升級，總體朝著低硫方向發展，目前的汽油硫含量均不大于10ppm，歐盟一些國家更將限值降至5ppm。而各國對于烯烴和芳烴含量的制定各有不同，主要是烯烴和芳烴的含量是根據其具體煉油工業結構，尤其是汽油調和組分的構成確定的。

中國的油品質量升級歷程

為了改善大氣質量，加強機動車尾氣排放污染控制，我國在不斷加快車用油品質量升級進程。在20世紀90年代初，我國催化裂化裝置的大規模建設為汽油組分調整創造了條件，推動了汽油無鉛化進程。從1999年7月1日起，以中國石化、中國石油為代表的煉油企業停止生產70號汽油和含鉛汽油，實現了我國汽油的無鉛化。從2003年至2017年，我國完成了車用汽油1、2、3、4、5的質量升級；從2005年至2017年完成了車用柴油2、3、4、5的質量升級。表1和表2分別為我國車用汽油和車用柴油的主要指標。

我國的汽油質量升級與歐美國家一樣，嚴控汽油中的硫含量，因此硫含量降低是每一次油品質量升級的重要指標。從表1和表2中可以看出，汽油中的硫含量從2010年的不大于150ppm降至2017年的不大于10ppm，車用柴油中的硫含量從2011年的不大于350ppm降至2017年的不大于10ppm，硫含量降低的進程都短于歐盟同類進程。需要指出的是，我國從2017年1月1日起在全國范圍內執行車用汽柴油國5標準，但中國部分地區已提前執行國5標準，如北京從2012年率先開始執行第五階段機動車排放標準（京5），此后上海、廣東、江蘇等地陸續執行車用汽柴油國5標準。除京津冀、長三角、珠三角等區域內重點城市外，2016年1月國5汽柴油標準的實施范圍擴大至整個東部地區11省市全境。

國5車用汽柴油標準與國4車用汽柴油標準最大的不同在于降低了重要指標——硫含量的上限，國5汽柴油標準中的硫含量已降至10ppm以下，與國4相比降幅達80%，與美國剛實施的Tier 3標準以及歐、日標準持平。國5車用汽油標準變化的其他技術指標包括：調整汽油牌號、蒸汽壓，降低烯烴含量、錳含量等；國5車用柴油標準除降低硫含量外，還提高了十六烷值。

為進一步加強機動車排放污染控制，改善空氣質量，我國車用汽柴油質量升級的腳步不曾停歇。2016年12月23日，更加嚴格的國6車用汽柴油質量標準正式發布。

與以往的車用汽油質量標準不同，國6車用汽油標準分為A、B兩個版本，實施時間分別為2019年1月1日與2023年1月1日。兩個版本最大的不同點在于對烯烴的要求。烯烴含量過高會使發動機燃燒室形成沉積物、膠質和其他不良燃燒產物的固體，影響發動機效率，使NOx排放量有所增加，因此要控制烯烴含量。車用汽油國6A規定烯烴體積含量不大于18%（與現行車用汽油歐6標準烯烴含量相同），而國6B將該指標降為不大于15%。由于汽油中的烯烴絕大部分來自催化裂化（FCC）汽油餾分，而我國汽油池中FCC汽油餾分遠高于歐、美、日，因此我國汽油中的烯烴含量較高。由于降低烯烴比例會帶來辛烷值損失，因此國6汽油標準分兩個時間點實施也為我國優化煉油裝置結構爭取了更多時間。除降低烯烴含量外，車用汽油國6標準還將芳烴含量由40%降至35%（與歐6相當），苯含量由1.0%降至0.8%（優于歐6），T50由國5的不高于120℃降至不高于110℃。

車用柴油國6標準將于2019年1月1日起在全國范圍內執行。與車用柴油國5標準相比，國6的主要變化為將多環芳烴含量由不大于11%降至不大于7%，并收窄了密度范圍。這些指標的變化都使得車用燃料使用后的污染物排放進一步降低，必將對改善空氣質量做出貢獻。

總體而言，我國汽柴油質量標準升級的速度在不斷加快，指標愈加嚴格和完善，標準也從以往的限制雜質含量為主進入優化烴類組成為主的新階段。

北京市油品質量升級

北京市油品質量標準的實施始終領先于全國。北京市先后于2004年、2005年、2008年、2012年開始執行第2、3、4和5階段地方油品標準（相當于歐2、歐3、歐4和歐5排放規格的車用汽柴油標準）。自2017年1月1日起，實施京6車用汽油、車用柴油地方標準。表3和表4分別為北京市車用汽油和車用柴油地方標準中的主要指標。

目前，北京市機動車保有量已達565萬輛，每年排放污染物總量約50萬噸，因此，減少機動車污染物排放對改善北京市空氣污染至關重要。

從表3和表4中可以看出，北京市自2012年執行京5車用汽柴油標準起，硫含量就降至不大于10ppm。京6車用汽油、柴油標準兩項地方標準的技術指標在硫含量維持低位不變（不大于10ppm）的情況下，進一步嚴控汽油中的烯烴、芳烴、苯、蒸氣壓、餾程以及柴油中的多環芳烴、密度、閃點、清凈劑等主要環保指標，特別是嚴格限制汽油的烯烴含量，以進一步減少機動車尾氣中污染物的排放。

據北京市環保部門統計，預計使用京6標準油品后，在用汽油車顆粒物排放降幅可達10%，非甲烷有機氣體和氮氧化物降幅可達8%至12%；在用柴油車氮氧化物和顆粒物的排放降幅可分別達4.6%和9.1%。

（作者單位：中國石油石化研究院）