支持燃油汽車低碳和污染物超低排放的高效高清潔汽柴油標準

曹 湘 洪

(中國石油化工集團有限公司，北京 100728)

我國提出碳達峰、碳中和的戰略目標后，每個行業各個領域都在研究實現這一重大戰略目標的措施。公路交通運輸的二氧化碳排放量約占全國排放量的8.0%，是排放大戶。圍繞減少汽車碳排放，加快發展電動汽車、積極發展燃料電池汽車是重要的措施。發展電動乘用車相對容易，但重型貨車用新能源替代難度大，具有較大的不確定性；隨著電動汽車的快速發展，退役電池量迅速增加，廢電池處理過程的安全環境風險進一步加大；我國生產動力電池需要的鋰、鈷等礦產資源高度依賴國際市場，全世界都加快發展，還將會面臨資源供應短缺的挑戰；消費者的充電焦慮、電池的安全性和國人居住條件對發展電動車的制約也不容忽視。氫能還處于市場培育階段，產業鏈經濟性是目前大規模推廣的最大挑戰。從現階段看，油電混合動力汽車的社會投入成本最低，而且能很快顯現出減碳和減少污染物排放的效果。2020年國家發布的新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)提出，到2035年純電動汽車成為新銷售車輛的主流，意味著2035年我國不會全面停止銷售燃油車，燃油汽車在道路上消失至少會在2045年以后。因此，開發和推廣應用新技術，進一步提高汽柴油品質，減少污染物和碳排放，必須引起煉油行業的高度重視。

1 電動汽車在未來發展過程中面臨的主要挑戰

1.1 電池退役規模高速增長，回收利用中存在很大安全環境風險

2014年起，在國家和地方政策支持下，電動汽車在我國開始爆發式增長。受電池使用壽命所限，從2020年起，退役電池量相應開始爆發式增長。中國汽車技術研究中心數據顯示，2020年我國動力電池累計退役量約200 kt，2025年累計退役量將達到780 kt左右。招商證券前瞻產業研究院也預測了我國退役電池規模，如圖1所示。

圖1 中國動力鋰電池退役規模

當前電動汽車采用的電池主要有磷酸鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰三元鋰電池兩大類。鋰電池的電解液使用了易燃易爆的有機溶劑，電極材料中還含有鈷、錳、鎳等重金屬元素，廢棄過程管控失當極易污染環境，也很容易產生著火爆炸事故。為了防控退役電池回收利用過程的安全環境風險，國家明確規定電動汽車生產企業負責回收處理，但是目前我國退役電池回收渠道不暢通，迄今為止還沒有形成材料回收率高、對生態環境影響小、成熟可靠經濟性好的退役電池規模化回收利用技術。爆發式增長的退役電池回收利用面臨很大的安全性和環境友好性挑戰。

1.2 電動汽車的充電焦慮、安全性和低溫條件下的使用性能都會影響消費者的購買意愿

我國14億人口集中居住在胡煥庸線(黑河-騰沖一線)東南部，在占全國面積43.8%的國土上居住著94.1%的人口。在人口集中的東南部大中小城市，住房大都以高層住宅為主，擁有家庭轎車的居民停車難的問題存在一定普遍性，就近建設充電設施需要足夠面積的停車場和大規模電網系統的改造，獲取土地資源難度大，城網改造投資大。美洲、歐洲等國家居民住宅以獨立建筑為主，髙層和多宅建筑比例低。我國和美洲、歐洲等國相比，特殊國情造成的充電難題解決難度大。期望發展“快充”技術，破解電動汽車發展的“充電”瓶頸，一是充電過程引發火災的危險性會顯著增大，二是對電網安全性的沖擊會隨充電速度加快而同步增加。

電動汽車的安全性問題尚未根本解決。據我國應急管理部消防局的通報，2022年一季度全國發生新能源汽車火災640起，電動自行車火災3 777起，均高于交通工具火災的平均水平。日本自動車研究所的試驗結果表明，一旦發生火災，很難用現有的消防手段撲滅，只能燒盡為止。

低溫下電動汽車電池的充放電容量顯著縮小，造成行車里程短，充電頻繁，充電時間加長，電耗大，經濟性變差，嚴重影響使用性能，改善動力電池低溫性能的技術雖有進展但效果尚不如人愿。冬季高寒的我國北方地區使用電動汽車困難大。

充電焦慮、安全性和低溫下的使用性能都會影響消費者的購買意愿。

1.3 電動汽車大規模推廣會導致使用材料的資源危機

有效載重量相當時電動汽車的質量比燃油車約高出40%左右，生產一輛電動汽車的電池需要的礦產資源約是生產一輛傳統燃油汽車的6倍，主要是銅、鋰、鎳、鈷、錳、鏑、釹等資源。2014年以來，我國電動汽車的產銷量快速增長，2021年產銷分別完成294.2萬輛和291.6萬輛，約占全球的53%。世界主要國家都在加快電動汽車發展，對上述金屬材料的需求在迅速增長。在資源供應側，資源國對具有戰略意義的礦產資源的管控在加強。在傳統內燃機汽車發展過程中，多次出現過需要的石油資源短缺引發石油危機的情況，未來生產電動汽車電池需要的礦產資源短缺，出現礦產資源危機是大概率事件。

世界知名咨詢機構——伍德麥肯茲(Wood Mackenzie)電池研究總監加文·蒙哥馬利2019年7月發表的研究報告提出，到21世紀20年代中期，電池原料可能面臨供應短缺。國際能源署2021年5月發布報告：各國轉向綠色能源，對銅、鋰、鎳、鈷和稀土元素鏑、釹的需求急增，可供開采礦藏的質量下降。實現《巴黎氣候協定》的目標，估計到2040年，風力渦輪機的年安裝量需要增加兩倍，同一時期電動汽車銷售量要增加24倍。礦產供應短缺將是21世紀面臨的巨大挑戰。資源的短缺造成價格上漲，電池成本大幅度上升，電動汽車售價同步大漲，消費者用車成本高企。

2 燃料電池汽車(FCEV)在未來發展中面臨的挑戰

2.1 氫氣儲存運輸加注成本高

FCEV使用過程沒有污染物和碳排放，加氫時間僅需3 min左右，行駛里程長，對消費者而言，和傳統內燃機汽車相比，僅是加油變成了加氫，使用方便，尤其適合替代重負荷的柴油車。氫氣用綠電電解水獲取或用生物質制氫，全生命周期減少二氧化碳排放的效果顯著，但推廣應用面臨經濟性的挑戰。FCEV都采用高壓壓縮氫，從供氫點到加氫站，使用高性能碳纖維復合材料制造的高壓氣瓶，氣瓶的制造成本高。氫氣運輸以長管拖車為主，壓縮氫氣密度低。使用20 MPa的8管管式拖車一次運輸氫氣280 kg左右。加氫站需采用高成本壓縮氫罐儲氫，配置小型高壓壓縮機，建設和設備的維護成本高，目前日加氫1 t左右的加氫站設備投資約需1 500萬元。上述因素導致FCEV使用的氫氣價格高，完全市場化會使消費者難以接受，長期由供氫方承擔，很難持續經營。

2.2 FCEV制造成本高

FCEV都配置高成本的復合材料高壓氣瓶，受制瓶材料和技術水平限制，目前我國采用的是壓力35 MPa儲氫瓶。為了提高行車里程，采用70 MPa儲氫瓶是發展趨勢。FCEV的電池要采用鉑催化劑和全氟磺酸樹脂膜做電解質，造價高，為了降低電池制造成本，世界科技人員正在開發低鉑、無鉑催化劑和廉價電解質膜，但低成本車用燃料電池的產業化短期內難以實現。

3 油電混合動力汽車是我國推進碳達峰的現實、可行、見效快的選擇

3.1 混合動力汽車有顯著的減碳減污效果

油電混合動力汽車(HEV)采用內燃機、發電機、電池及電動機的耦合集成(如圖2所示)，使內燃機始終在高效率區運轉，節油30%～50%，尤其適合城市路況行駛，減碳效果顯著。HEV只加油不充電，現有的基礎設施完全可以滿足要求，而發展電動車要大量建設充電樁和進行電網改造，發展燃料電池車要建設加氫站，購置專門的運氫車輛，既要有大量的資金投入，還要耗用特種資源，按全壽命周期計算都會增加使用過程的碳排放。

圖2 油電混合動力汽車(HEV)動力系統示意

中石化石油化工科學研究院有限公司(簡稱石科院)對混合動力汽車的污染物排放進行了檢測，結果如表1所示。由表1可見：混合動力汽車各種污染物排放顯著低于2023年即將在全國執行的國ⅥB排放標準限值；對于污染物的排放，韓國現代伊蘭特汽車非甲烷總烴(NMHC)排放量僅為國ⅥB限值的32.5%，N2O排放量僅為國ⅥB限值的3.7%；日本豐田卡羅拉汽車NMHC排放量僅為國ⅥB限值的16.7%，N2O排放量僅為國ⅥB限值的1.9%。混合動力車尾氣排放口有害物質的濃度顯著低于一級空氣質量限值。

表1 混合動力汽車的污染物排放情況

3.2 發展混合動力汽車是實現碳達峰的現實、可行、見效快的選擇

目前車用發動機的熱效率快速提高，柴油機及汽油機熱效率已分別接近55%和45%[1]，污染物排放濃度顯著低于空氣質量限值指標，內燃機界的短期奮斗目標是有效熱效率達到60%，長期的“極限”是有效熱效率達到85%[2]，基于高效內燃機的HEV全壽命周期碳排放有望進一步降低。

電動汽車電池中使用的鋰、鎳、鈷、銅等金屬及金屬鏑、釹等稀有元素在天然礦產中含量均較低，提煉過程能耗、污染物排放、碳排放均較高。從礦井到車輪的全壽命周期，在我國電力結構以煤電為主的情況下，電動汽車和高效燃油車相比，全壽命碳排放和污染物排放并沒有優勢。還有研究認為，由于電動汽車車重比內燃機汽車大，電動汽車雖然沒有尾氣排放，但行駛時輪胎與路面的磨損、再浮懸造成的PM和內燃機(包括汽油機和柴油機)行駛時尾氣排放、輪胎、剎車與道路的磨損和再浮懸造成的PM總量相當[3]。在推進我國交通領域碳達峰、碳中和的進程中，油電混合動力汽車是實現碳達峰的現實、可行、見效快的選擇。中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》預計2035年新能源汽車與油電混合動力汽車將各占當年新車銷量的50%。

4 為燃油車提供高效高清潔汽柴油是煉油行業應盡的責任

4.1 地面交通能源不宜完全禁用汽柴油

為了推進交通領域碳達峰、碳中和，不少國家提出了停止銷售內燃機汽車的時間表，該時間表能否實現還存在不少難以預見的不確定因素，而且這些國家把混合動力汽車都定義為新能源汽車，沒有明確區分插電式混合和油電混合兩類混合動力車輛。

歐盟正式宣布2035年全面禁止銷售燃油車，2021年7月15日有報道稱法國已經提出反對意見，一些組織認為這與歐盟委員會的倡導與技術的開放性相悖。全面禁止銷售燃油車這一美好的愿望能否實現，挑戰巨大。但即使這個目標實現了，道路上還會有相當數量的存量燃油車在行駛，按車輛的使用壽命預測，燃油車在道路上消失要在2045年前后。

汽柴油能量密度高、易儲存、易運輸，內燃機功率強勁、使用方便靈活，能適用于各種不同場景，其中有些場景是電動汽車無法企及的，如低溫環境和電網受損的自然災害場景，重型柴油貨車以電代油困難也很大。李曉易等研究認為，基于我國新能源汽車發展現狀，若要實現交通領域碳排放2030年前達峰，重型貨車新能源替代量要接近100萬輛，以現有技術發展趨勢來看，這一規模應用存在很大不確定性[4]。仔細分析內燃機動力、純電動、插電式混合動力、油電混合動力汽車的優缺點，全面徹底禁用燃油車是不合適的。推進交通行業碳減排，對車輛動力，油、電、氫不能搞零和博弈、你死我活，而應融合互補、互相促進。陳清泉等研究提出了新能源汽車發展的基本技術路線：從2020年起，全國大規模推廣純電動和插電式混合動力車，到2030年新能源汽車產銷量達到2 000萬輛，市場占比為50%左右，占我國汽車總保有量的15%。2030年起全國大規模推廣氫燃料電池汽車，到2050年新能源汽車占我國汽車保有量的50%以上[5]。未來汽柴油的消費量將逐步減少，汽油消費量的下降會快于柴油。汽柴油在地面交通能源中從市場獨占向市場主體進而向市場次要地位轉變是大趨勢，但市場主體地位會延續較長一段時間。到2050年，燃油車保有量在汽車保有量中仍有可能占主體地位。

筆者在2021年主持了中國工程院咨詢研究課題《我國煉油石化產品消費規律、產能發展規模及布局戰略研究》，在認真分析我國汽車保有量及新能源汽車發展趨勢、技術進步對燃油車油耗的影響、交通運輸結構變化趨勢等因素的基礎上，分基準消費情景和約束消費情景預測了我國2025年、2030年、2035年的汽油、煤油、柴油消費量，結果見表2。

表2 我國未來汽油、煤油、柴油消費量預測

4.2 煉油行業要為燃油車提供高效高清潔汽柴油

汽柴油是種類繁多不同結構烴分子的混合物，混合物中烴分子的結構決定其物理化學性質，影響其在內燃機中的燃燒行為。內燃機的熱效率與燃料的性質、燃燒行為和內燃機的設計高度相關，還會影響內燃機的污染物排放水平。優化汽柴油中烴分子結構，尋找合適的添加物，生產高效高清潔油品，煉油企業要主動擔當、有所作為。煉油行業與汽車行業技術專家要圍繞燃油汽車高效率即低碳排放、高清潔即污染物超低排放(車輛排出口單位氣體中污染物濃度顯著低于空氣質量限值)緊密合作，協同創新。生產高效高清潔汽柴油要成為煉油行業新的追求。

5 高效高清潔汽柴油標準的主要技術指標

5.1 汽油

提高汽油的辛烷值，為油耗低的高壓縮比汽油內燃機提供匹配的汽油，一直是汽車行業的殷切期盼。汽油高清潔的關鍵是在控烯、控芳、超低硫化的基礎上進一步降低汽油中的烯烴和芳烴含量，通過餾程指標的調控，禁止將C9以上重芳烴(含C9，下同)調進汽油。為了證明這些控制和調整的必要性，國外汽車行業進行了大量試驗研究工作。

豐田汽車公司用低排放車(LEV)和超低排放車(ULEV)2種汽油車進行了汽油50%餾出溫度(T50)對尾氣中總碳氫化合物(THC)影響的研究，結果如圖3所示。由圖3可知，當T50超過100 ℃時，THC排放量會顯著增加。

圖3 T50對THC排放量的影響

用汽油直噴發動機(V6，3.5 L)測試，在轉速為1 950 r/min、扭矩為130 N·m(發動機臺架穩態工況)、冷卻液溫度為65 ℃的條件下，汽油T50對發動機PM排放量的影響如圖4所示，汽油的T50在100 ℃以上時，PM排放量會迅速增長。

圖4 汽油T50對發動機PM排放量的影響

2010年日本本田汽車公司提出了PMI(PM指數)的概念[6]，建立了預測汽油組成與顆粒排放量關系的模型。用本田模型計算PMI過程繁雜，豐田汽車公司提出了根據餾程分析結果計算PMI的簡化模型，如圖5所示。汽油中C9以上重芳烴含量升高，PMI值升高，PM與PN排放量呈線性增加趨勢(見圖6和圖7)。該式的正確性和科學性被多個汽車公司和從事內燃機研究的知名大學的車油研究項目和小型專項試驗證明。

圖5 本田PMI與豐田PMI簡化模型

圖6 PMI與PM排放量的關系

圖7 PMI與PN的關系

羅伯特博世公司的Wolfram Wiese等和殼牌研究有限公司(英國)的Felix Balthasar等研究認為PN排放與蒸餾曲線的E150 ℃(150 ℃餾出體積分數)有很好的關聯性，E150 ℃是影響PN與PM排放量的關鍵參數，當E150 ℃在85%以上時，汽油中造成PN與PM排放的C9以上芳烴將被排除在外[7](如圖8所示)。

圖8 汽油中C9以上芳烴含量與E150 ℃的關系

隨著汽油機技術的進步以及對爆震與汽油抗爆特性相關性研究的深入，為防止汽油機爆震，對汽油辛烷值的要求也有了新的認識，現代高效內燃機抗爆震要求的是汽油的研究法辛烷值(RON)，對馬達法辛烷值(MON)的要求可以放寬，允許使用敏感性高(即RON與MON差值大于10)的汽油，并認為在汽油標準中沒有MON限值的國家引入MON是一個倒退的政策[8]。

基于相關研究，2019年歐洲汽車制造商協會對未來汽油的性能提出了如表3所示的要求[7]。

表3 歐洲汽車制造商協會對未來汽油品質主要指標的建議

對溫室氣體排放和燃料效率有高水平要求的市場，2019年世界燃油憲章委員會建議汽油采用表4所列的指標[9]。

表4 世界燃油憲章委員會建議的汽油主要質量指標

我國煉油企業提高汽油辛烷值面臨的突出問題是高辛烷值汽油調合組分的資源不足。降低汽油中烯烴和芳烴含量，優化餾程，禁止造成PM與PN排放的C9以上芳烴調入汽油，都造成汽油辛烷值降低。但是提高汽油辛烷值的資源條件正在改善，經過努力會進一步改善。

隨著天然氣供應量增加，民用燃料轉向天然氣，用于民用燃料的液化氣中碳四可以逐步被替代出來；催化裂化裝置通過開發新催化劑、開發新結構反應器和優化工藝條件，有大幅增加碳四產量的潛力，建設碳四烷基化裝置，增產RON大于96的烷基化油資源條件越來越好。加工霉變糧食和重金屬污染糧食的生物乙醇產能和產量在增加。纖維素乙醇技術已有工業示范裝置，隨著技術成熟和推廣應用，我國纖維素乙醇產量可望迅速增長，放寬汽油中氧質量分數限值到不大于3.7%，將為全面推廣E10乙醇汽油創造條件。為了解決汽油中生物乙醇含量增加后蒸氣壓升高的問題，參照歐洲汽車工業協會的建議，添加生物乙醇可變成添加用生物乙醇生產的乙基叔丁基醚(ETBE)。

根據汽車行業的要求和期望，結合資源條件，提出高效高清潔汽油的主要質量指標在國ⅥB的基礎上做如下提升。一是提高汽油牌號，淘汰89號、92號汽油，將98號汽油不再放在附錄中，形成95號、98號2個牌號，各個牌號汽油只設RON指標，取消MON指標。市場上銷售的汽油實現以95號為主，逐步過渡到98號為主，在標準附錄中引入101號汽油。二是改變汽油組成，將汽油中烯烴含量限值控制在體積分數不大于10%，芳烴含量最高限值控制在體積分數不大于30%，C9以上芳烴體積分數不大于1.5%。三是改進汽油餾程，T50降低到不大于100 ℃，增設T70不大于140 ℃，汽油終餾點調整為不大于190 ℃。

5.2 車用柴油

新型柴油機和新型汽油機相比，熱效率約高出10百分點，柴油是一種節能型燃料。柴油機在使用過程中也可能發生爆震，為了防止爆震，要求柴油有合適的十六烷值。低速柴油機燃料滯燃期長，有充分的燃燒時間，允許使用十六烷值較低的柴油，如400～800 r/min的低速柴油機可使用十六烷值為30～50的柴油，1 500 r/min以上的高速柴油機要使用十六烷值為50～60的柴油。車用柴油機屬于高速柴油機，我國國Ⅴ、國Ⅵ車用柴油都規定十六烷值不小于51。

柴油車和汽油車相比有油耗和碳排放低的突出優勢，但也有NOx、顆粒污染物排放高的明顯劣勢，高效高清潔柴油要把減少顆粒物及NOx排放放在首要位置。研究認為，柴油車使用高十六烷值柴油可以減少PM，NOx，HC，CO的排放，柴油中總芳烴和多環芳烴含量是NOx、PM排放的主要影響因素。世界燃油憲章委員會2019年5月發布的世界燃料章程中收集的關于柴油中總芳烴對NOx排放量和多環芳烴對PM排放量影響的試驗結果分別如圖9和圖10所示[9]。圖9表明當柴油中芳烴質量分數從30%降低到10%時，輕、重負荷車NOx排放量均明顯降低；圖10表明當柴油中多環芳烴質量分數從9%降低到1%時，輕、重負荷車PM排放量均顯著降低。

圖9 柴油中芳烴質量分數從30%降低到10%時NOx排放量的變化

圖10 柴油中多環芳烴質量分數從9%降低到1%時PM排放量的變化

該委員會建議在溫室氣體和污染物排放有嚴格控制的市場，柴油的主要質量指標采用如表5所示的限值[9]。

表5 世界燃油憲章委員會建議的柴油主要質量指標

石科院開展了柴油中多環芳烴含量對柴油車PM，THC，CO，NOx排放量影響的研究，結果如圖11和圖12所示。圖11表明柴油中多環芳烴質量分數降低時，PM排放量與PN顯著降低；圖12表明控制柴油中多環芳烴含量對減少THC與NOx的排放量有利。柴油中的多環芳烴含量與柴油的餾程和密度高度相關，降低50%，90%，95%餾出溫度，控制柴油的餾程、終餾點和密度都需要減少柴油中芳烴及多環芳烴含量。

圖11 基于濰柴WP12重型柴油機的不同油品PM及PN排放試驗結果■—WHTC冷態; ●—WHTC熱態; ▲—WHTC計算值; 注：WC-1，WC-2，WC-3，WC-4，WC-5，WC-6分別是多環芳烴質量分數為7.7%，5.2%，4.3%，3.6%，2.8%，1.8%的柴油；WC-7和WC-8是從市場上購買的柴油。WHSC指全球統一穩態測試循環，WHTC指全球統一瞬態測試循環。圖12同

圖12 基于濰柴WP12重型柴油機的不同油品THC，CO，NOx排放試驗結果

2015年我國柴油消費量達到174 Mt的峰值后，連續5年下降，2021年消費量比受新冠疫情嚴重影響的2020年有所增長，也僅為141.7 Mt。柴油消費量的下降允許減少甚至取消在柴油中加入高芳烴含量的改質催化裂化柴油等二次加工柴油，也減少了生產高效高清潔柴油的技術難度。

根據上述研究結果，結合生產優質柴油的有利條件，提出高效高清潔柴油主要質量指標在國Ⅵ柴油標準的基礎上做如下提升。十六烷值由不小于51修改為不小于55，密度(20 ℃)由810～845 kg/m3修改為810～840 kg/m3，增加總芳烴質量分數不大于15%，多環芳烴質量分數由7%修改為不大于3%，50%回收溫度修改為不大于290 ℃，90%回收溫度由不大于355 ℃修改為不大于330 ℃，95%回收溫度由不大于365 ℃修改為不大于340 ℃，增加終餾點為不大于350 ℃。

6 制定和實施構想的高效高清潔汽柴油標準的對策

6.1 開展高效高清潔汽柴油標準研究

一是開展制定標準的基礎研究，包括汽柴油中典型組分燃燒反應路徑、燃燒動力學、燃燒中污染物產生機理，汽柴油組分分子結構、燃燒特征和內燃機新技術的匹配性，燃燒過程汽柴油組成與污染物排放的控制機制與應對策略等研究。

二是進行制定標準的試驗研究：包括汽油中乙醇和ETBE不同比例混合添加對汽油RON、餾程、蒸氣壓的相關性研究及發動機系統材料相容性研究；汽柴油主要質量指標與發動機/整車污染物排放及碳排放試驗；高效高清潔汽柴油中清凈劑類型和添加量與發動機/整車污染物、碳排放試驗；高效高清潔汽柴油配套的潤滑油基礎油與配方研究。

6.2 高效高清潔汽柴油生產技術研究

長期以來，我國煉油企業生產的汽油以催化裂化汽油為主要調合組分。針對催化裂化汽油烯烴含量高，不能滿足汽油標準持續升級、烯烴含量限值不斷降低的要求，開發了多種催化裂化汽油降烯烴技術。催化裂化汽油降烯烴后造成辛烷值損失，基本上通過強化催化裂化反應過程中芳構化反應提高芳烴含量來實現辛烷值不降低甚至有所提高，也有通過催化裂化裝置副產的液化氣芳構化來增加高辛烷值調合組分，還有通過催化裂化柴油加氫后作為催化裂化原料讓其轉化成汽油組分。高清潔汽油要求限制汽油的C9以上芳烴體積分數小于1.5%，上述技術很難支持，必須在改變汽油調合組分的結構，降低催化裂化汽油占比，提高其他高辛烷值組分調合比例上下功夫。一是增加汽油池中包括烷基化油和異構化油的高辛烷值異構烴組分，二是增加苯和C9以上芳烴含量很低的催化重整生成油，三是充分利用汽油中氧質量分數由2.7%提高到3.7%后氧含量的增加空間推廣E10生物基乙醇汽油或生物基乙醇合成的ETBE，爭取這3種高辛烷值調合組分在汽油池中的占比達到甚至超過45%，將催化裂化汽油的占比降低到55%以下。

生產高效高清潔汽油要從改變汽油池調合組分結構的總體思路出發，高效高清潔汽油生產技術研究與開發有如下重點課題：開發高液化氣收率的新型催化裂化催化劑和新結構反應器技術，優化工藝條件，力爭將催化裂化裝置的液化氣收率提高到25%左右甚至更高的水平，為建設碳四烷基化裝置提供更多的原料；合理控制催化裂化汽油中烯烴含量和提高異構烷烴含量的選擇性催化裂化技術，催化裂化汽油中烯烴異構加氫技術；適用不同碳四烷基化工藝的原料質量指標及控制技術，能耗低、廢酸生成少、產品RON高的硫酸法碳四烷基化微界面反應強化技術；能耗低、固渣生成少、產品RON高的離子液體碳四烷基化微界面反應強化及固渣循環利用技術；全餾分石腦油臨氫異構化技術，基于新催化劑的低能耗碳五/碳六輕石腦油異構化技術；基于糖平臺的農林廢棄物生產生物乙醇技術，農林廢棄物氣化-合成氣厭氧發酵生產生物乙醇技術，廢棄高分子材料氣化-合成氣厭氧發酵生產綠色乙醇技術；基于新催化劑的高清潔汽油型催化重整技術。

進入21世紀以來，我國煉油行業為了適應市場柴油質量標準持續提升的要求，持續進行柴油加氫精制技術開發，并得到大規模推廣應用。但柴油加氫精制裝置的原料基本都是摻煉30%以下催化裂化柴油和焦化柴油的直餾柴油。從國Ⅳ標準開始對柴油中多環芳烴含量提出限值，規定質量分數不大于11%，國Ⅵ標準進一步加嚴到不大于7%。在標準的導向下，我國的柴油加氫催化劑和工藝技術開發持續取得突破，有力支持了柴油質量升級。從2016年起，我國柴油消費量開始逐年遞減，面向未來還將繼續緩慢下降，從市場看，劣質的二次加工柴油可以從柴油加氫精制裝置中逐步退出；從碳減排看，在進料中減少二次加工劣質柴油能減少氫氣消耗，有明顯的減碳效果；從質量升級看，進料中減少二次加工的催化裂化柴油能顯著減小質量升級的難度，但二次加工的劣質柴油必須開發新的用途。因此，生產總芳烴質量分數不大于15%、多環芳烴質量分數不大于3%的高效高清潔柴油要從優化柴油加氫精制原料和開發更高效的芳烴飽和催化劑及工藝入手，要研究開發的主要技術有：高芳烴含量柴油吸附分離或萃取分離抽出芳烴技術，柴油加氫生產低芳烴超低多環芳烴柴油的新型催化劑及工藝技術；蠟油加氫裂化直接生產低芳烴超低多環芳烴柴油技術；微界面傳質強化在低芳烴超低多環芳烴柴油生產裝置中的應用技術；二次加工劣質柴油生產對二甲苯等化工原料技術。

6.3 高效高清潔汽柴油標準的推進策略

一是團體標準引領。一步到位直接制定并實施高效高清潔汽柴油國家標準，讓全國所有煉油企業都同時執行有很大難度。可考慮成立煉油企業和汽車生產企業作為主要成員的高效高清潔汽柴油創新聯盟，研究制定高效高清潔汽柴油團體標準和配套的機動車排放標準；參加創新聯盟的煉油企業執行高效高清潔汽柴油標準，參加創新聯盟的汽車企業執行配套的低碳污染物近零排放機動車排放標準。按制定和實施國Ⅵ汽柴油標準的做法分兩步走，研究制定本文建議的高效高清潔汽柴油標準時，先制定并實施指標高于國ⅥB、低于本文建議的過渡性汽柴油標準，在過渡性標準實施3～4年后，正式實施髙效髙清潔汽柴怞標準也是一種可選擇的方案。根據國家推進標準化制度改革的精神，筆者傾向于團體標準引領的推進策略。

二是根據團體標準實施情況制定國家標準。總結團體標準執行中的經驗和存在的問題，適時制定我國高效高清潔汽柴油國家標準和低碳污染物超低排放的機動車排放標準。

三是發揮國家政策推動作用。國家有關部門明確高效高清潔團體標準汽柴油允許優質優價。執行高效高清潔團體標準后機動車減少的碳排放，經過專業機構核算后允許進行碳交易。

7 結束語

(1)實現碳達峰和碳中和的戰略目標，以電動汽車為代表的新能源汽車將加快發展，但電動汽車和氫燃料電池汽車在未來的發展過程中存在諸多挑戰，汽車減碳要從實際出發，有序推進，油電混合動力汽車是汽車減碳過程中的合理選擇，在可以預期的較長時間內，汽車動力是電、氫、油共存的格局。煉油企業要努力生產高效高清潔汽柴油，支持車用內燃機實現碳減排和污染物近零排放。

(2)根據國際國內有關油品質量對污染物和碳排放影響的研究結果和汽車行業對未來汽柴油品質的訴求，提出我國高效高清潔汽柴油的主要質量指標建議：①汽油RON為95～98，在附錄中增設RON大于101的汽油牌號，汽油中芳烴體積分數不大于30%，C8以上芳烴體積分數不大于1.5%，烯烴體積分數不大于10%，氧質量分數不大于3.7%，T50不大于100 ℃，T70不大于140 ℃，終餾點不大于190 ℃；②柴油十六烷值不小于55，密度(20 ℃)為810～840 kg/m3，總芳烴質量分數不大于15%，多環芳烴質量分數不大于3%，T50，T90，T95分別不大于290，330，340 ℃，終餾點不大于350 ℃。

(3)要抓緊開展高效高清潔汽柴油標準研究和實現汽柴油高效高清潔的生產技術研究，鑒于在全國同步實現高效高清潔汽柴油標準的困難，建議成立頂級油品創新聯盟，將高效高清潔汽柴油標準作為創新聯盟的團體標準，在加入聯盟的煉油企業中率先執行，在具備條件時轉化成國家標準。