歐盟汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際質(zhì)量狀況

鄭麗君 朱慶云 李雪靜 喬明

(中國(guó)石油石油化工研究院)

摘要：歐盟國(guó)家汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)走在全球前列，是全球最多的被其他國(guó)家借鑒、參考或者采用的標(biāo)準(zhǔn)。從歐盟汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的變化可以看出，硫含量是汽柴油變化幅度最大的指標(biāo)，汽柴油硫含量降至10ppm以下基本是國(guó)際趨勢(shì);從歐盟實(shí)際銷售的汽柴油質(zhì)量看，汽油質(zhì)量的合格率明顯高于柴油，由于柴油用途廣泛，對(duì)柴油標(biāo)準(zhǔn)的制定更應(yīng)周全;辛烷值不達(dá)標(biāo)是汽油不合格的主要表現(xiàn)之一，這是包括我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家汽油質(zhì)量升級(jí)面臨的挑戰(zhàn);歐盟使用乙醚代替乙醇，從而避免了汽油蒸汽壓的增高，同時(shí)對(duì)汽油氧化物含量進(jìn)行嚴(yán)格控制及詳細(xì)規(guī)定。我國(guó)正加速提高國(guó)內(nèi)汽柴油品質(zhì)，與歐盟油品質(zhì)量的差距已經(jīng)越來(lái)越小，如果實(shí)施到位，必將對(duì)我國(guó)空氣質(zhì)量改善做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：汽油標(biāo)準(zhǔn) 柴油標(biāo)準(zhǔn)  硫含量  歐盟

　　我國(guó)已從2014年起全面執(zhí)行國(guó)Ⅳ汽油標(biāo)準(zhǔn)，從2015年起全面執(zhí)行國(guó)Ⅳ柴油標(biāo)準(zhǔn)。北京、上海以及江蘇、廣東的部分地區(qū)等一些具備條件的地區(qū)已提前實(shí)施國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)。為了加快改善環(huán)境質(zhì)量，減少車用汽柴油使用帶來(lái)的污染物排放，我國(guó)政府加快了汽柴油質(zhì)量升級(jí)的進(jìn)程:一是將2016年1月起供應(yīng)國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)車用汽柴油的區(qū)域，從原定的京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)城市擴(kuò)至整個(gè)東部地區(qū)11個(gè)省市全境;二是將全國(guó)供應(yīng)國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)車用汽柴油的時(shí)間由原定的2018年1月提前至2017年1月;三是增加高標(biāo)準(zhǔn)普通柴油供應(yīng)，分別從2017年7月和2018年1月起，在全國(guó)全面供應(yīng)國(guó)Ⅳ、國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)普通柴油。

　　歐盟標(biāo)準(zhǔn)先于我國(guó)多年，我國(guó)汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定借鑒和參考了很多歐盟的標(biāo)準(zhǔn)限值。對(duì)歐盟汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的變化及實(shí)際銷售的汽柴油質(zhì)量的客觀分析，使我們更加清晰地了解世界先進(jìn)的汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的變化歷程和實(shí)際銷售的汽柴油質(zhì)量;同時(shí)使大眾明白，雖然我國(guó)汽柴油質(zhì)量升級(jí)的總體進(jìn)程落后于歐盟，但為了改善生存環(huán)境，我國(guó)正在以比歐盟階段進(jìn)程更快的速度提高汽柴油質(zhì)量，例如歐盟從歐Ⅳ汽柴油標(biāo)準(zhǔn)到歐V用了4年，我國(guó)從國(guó)Ⅳ汽油到國(guó)V汽油則只有2年^[1]

一、歐盟車用汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)變化歷程

　　歐盟是全球最早開始實(shí)施清潔燃料標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)之一，歐盟標(biāo)準(zhǔn)是全球其他國(guó)家和地區(qū)直接采用或者作為其制定本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)參考和借鑒最多的標(biāo)準(zhǔn)(見表1和表2)^[2-5]，同時(shí)也是全球應(yīng)用范圍最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)。

　　從歐盟汽柴油標(biāo)準(zhǔn)的變化可以清晰地看到，硫含量是汽柴油標(biāo)準(zhǔn)變化最多的指標(biāo)，也是最為重要的汽柴油指標(biāo)之一。目前歐盟國(guó)家實(shí)施的歐VI汽油標(biāo)準(zhǔn)與歐V汽油標(biāo)準(zhǔn)相比，除了對(duì)氧含量及乙醇添加量做了不同規(guī)定外(對(duì)于較早生產(chǎn)的、現(xiàn)不具備使用高生物燃料含量的汽車，規(guī)定除甲醇、乙醇外，其余氧化物總和的最大氧含量2.7wt% ,最大乙醇添加量5.0vol%;其余汽車使用的汽油規(guī)定最大氧含量3.7wt%，最大乙醇添加量10.0vo1%)，其余標(biāo)準(zhǔn)限值均未有任何變化。柴油標(biāo)準(zhǔn)也一樣，歐VI柴油標(biāo)準(zhǔn)與歐V柴油標(biāo)準(zhǔn)相比，除柴油的最大密度稍有降低(以降低顆粒物的排放)外，其余指標(biāo)均未改變。

　　需要指出的是，表1和表2中的EN標(biāo)準(zhǔn)只是技術(shù)性標(biāo)準(zhǔn)，而非強(qiáng)制性執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，EN標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)燃料質(zhì)量指令(FQD)確定的。FQD要求的汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則屬?gòu)?qiáng)制性執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氧化物含量的要求更為細(xì)致(見表3)。FQD對(duì)柴油的十六烷值、硫含量、稠環(huán)芳烴等對(duì)環(huán)境及健康影響較大的參數(shù)作了規(guī)定，但對(duì)脂肪酸甲醋( FAME)含量的規(guī)定各國(guó)則有一些區(qū)別。由于歐洲汽車生產(chǎn)商不支持柴油中FAME的添加量超過7vol% , FQD在2009年限定了FAME的最大添加量^[6]。根據(jù)歐盟各國(guó)政府規(guī)定，F(xiàn)QD允許在個(gè)別情況下FAME添加量超過7vol% ,英國(guó)、希臘等國(guó)家已經(jīng)立法允許此添加量，但目前沒有任何成員國(guó)的車用柴油中FAME添加量超過7vol%。此外，F(xiàn)QD也未限制生物質(zhì)費(fèi)托合成柴油燃料、加氫生物柴油等的使用。

 　　歐盟國(guó)家較多，具體各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間以及一些限值有所不同。例如德國(guó)、芬蘭、瑞典和英國(guó)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(guó)等國(guó)家也先于其他歐盟國(guó)家實(shí)施超低硫柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

二、歐盟清潔汽柴油實(shí)際質(zhì)量現(xiàn)狀

    1.汽油質(zhì)量狀況

　　在確定了各階段執(zhí)行的汽油標(biāo)準(zhǔn)之下，汽油基本按照汽油牌號(hào)(根據(jù)汽油辛烷值確定)予以銷售的。目前，歐盟汽油消費(fèi)中RON95汽油占據(jù)主導(dǎo)地位，市場(chǎng)占有率高達(dá)82.17%(見表4)。2012年歐盟各成員國(guó)不同牌號(hào)汽油的市場(chǎng)占有率見表5，其中RON91汽油只在奧地利、捷克共和國(guó)、丹麥和德國(guó)銷售，市場(chǎng)占比正逐年減小[^[7]

 從銷售汽油的質(zhì)量情況看，汽油不合格的情況主要為辛烷值及夏季RVP(雷氏蒸汽壓)①的不達(dá)標(biāo)。2012年所有歐盟成員國(guó)的汽油合格率雖然較高，但幾乎所有成員國(guó)都存在著辛烷值和夏季RVP值不達(dá)標(biāo)的問題，主要是高標(biāo)號(hào)的RON95和RON98汽油的辛烷值未達(dá)標(biāo)，北部成員國(guó)的最大RVP值大于60千帕或70千帕。2012年各國(guó)實(shí)際汽油質(zhì)量情況見表6。

 氧化物含量(甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、C₅以上醚類等)的變化是歐盟實(shí)際消費(fèi)汽油的特點(diǎn)之一。FQD允許在汽油中添加10vol%乙醇，氧化物可以按比例混合，但不能超過汽油中的總氧含量以及每種氧化物的最大含量。實(shí)際情況是各國(guó)汽油的氧化物添加量都小于此限值(見表7)。2012年只有德國(guó)、法國(guó)、芬蘭3國(guó)的汽油乙醇調(diào)合量超過5vol% (E10汽油)，E10汽油的市場(chǎng)占比在這三個(gè)國(guó)家分別為15%，29%和58%。 

從表7看出，意大利、西班牙、葡萄牙等歐洲南部成員國(guó)汽油的乙醇調(diào)合量較低，這是為了滿足夏天最大60千帕RVP要求。汽油中添加乙醇會(huì)增加RVP值，會(huì)促使揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)(VOC_S)O₃的形成，地面O₃含量的增加是歐盟面臨的主要空氣質(zhì)量問題，必須控制汽油RVP值。芬蘭、丹麥、拉脫維亞等北部成員國(guó)因天氣相對(duì)寒冷，因此最大RVP控制在70千帕?；诟鲊?guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)原因，成員國(guó)也可請(qǐng)求提高RVP值，但需要證明會(huì)采取預(yù)防措施避免VOCs含量的上升。

 添加乙醚不會(huì)產(chǎn)生上述問題，因此歐盟乙醚的使用較為普遍。表8為各成員國(guó)汽油中的乙醚年均調(diào)合量。

    2.柴油質(zhì)量狀況

　　相比于汽油質(zhì)量，柴油質(zhì)量不合格的情況明顯多于汽油。表9為2012年各成員國(guó)不合格柴油情況的統(tǒng)計(jì)。

　　從表9可以看出，2012年歐盟成員國(guó)車用柴油的各項(xiàng)限值均有不合格的情況發(fā)生，但不合格的量較少，其中硫含量和FAME含量超標(biāo)的國(guó)家最多。有14個(gè)成員國(guó)的車用柴油硫含量超標(biāo)，最高的為塞浦路斯(樣品最大硫含量高達(dá)194ppm);有近一半的成員國(guó)FAME的添加量超過

5.5vol%}

三、結(jié)論及啟示

1)從歐盟汽柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的變化可以看出，硫含量是汽柴油變化幅度最大的指標(biāo)，而且硫含量降至l0ppm以下基本上已經(jīng)達(dá)到極限，因?yàn)閺臍WV到歐VI，汽柴油硫含量保持不變。從全球領(lǐng)先地區(qū)實(shí)施的汽柴油標(biāo)準(zhǔn)也可發(fā)現(xiàn)，汽柴油硫含量降至10ppm以下基本是國(guó)際趨勢(shì)(見圖1和圖2)^[8-9]。非車用柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，目前也主要是對(duì)柴油的硫含量做了一定限制。

     2)從歐盟實(shí)際銷售的汽柴油質(zhì)量看，汽油質(zhì)量的合格率明顯高于柴油。與許多國(guó)家和區(qū)類似，我國(guó)也是汽油的合格率要高于柴油。主要原因是汽油用途相比柴油要窄，車用及摩托車用汽油占汽油總量的絕大部分。柴油用途非常廣泛，包括機(jī)車、輪船、取暖用油等等，車用柴油占柴油使用總量的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于汽油^[10]。正因?yàn)椴裼陀猛緩V泛，所以針對(duì)柴油標(biāo)準(zhǔn)的制定更應(yīng)周全。歐盟已對(duì)船用柴油硫含量等規(guī)定明確的實(shí)施時(shí)間(限于篇幅，本文未做詳細(xì)介紹)，建議我國(guó)也盡快制定出非車用柴油硫含量等相關(guān)規(guī)定。

    3)辛烷值不達(dá)標(biāo)是汽油不合格的主要表現(xiàn)之一，這也是包括我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家汽油質(zhì)量升級(jí)面臨的挑戰(zhàn)之一。

    4)乙醇汽油的使用帶來(lái)汽油蒸汽壓增高，造成地面揮發(fā)性有機(jī)物排放增加的問題，不僅是歐盟國(guó)家，也是美國(guó)等國(guó)家面臨的挑戰(zhàn)。歐盟的做法是使用乙醚代替乙醇，從而避免了汽油蒸汽壓的增高。歐盟對(duì)汽油氧化物(甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、C₅以上醚類等)含量控制及詳細(xì)規(guī)定，可以避免出現(xiàn)我國(guó)某些地區(qū)依靠增加甲醇等含量提高汽油辛烷值而不利于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的問題。

　　雖然我國(guó)汽柴油質(zhì)量升級(jí)的總體進(jìn)程落后于歐盟，但為了改善生存環(huán)境，我國(guó)正加速提高汽柴油質(zhì)量。從我國(guó)油品質(zhì)量升級(jí)的歷程看，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)油品質(zhì)量升級(jí)用了10年左右的時(shí)間走過了歐美國(guó)家20～30年走過的道路。表10和表11分別為我國(guó)車用汽油和車用柴油標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)及實(shí)施時(shí)間?？梢钥闯?，我國(guó)油品質(zhì)量與歐盟油品質(zhì)量的差距已經(jīng)越來(lái)越小，如果實(shí)施到位，必將對(duì)我國(guó)空氣質(zhì)量改善做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn):

[1]郭萃.汽

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