受益油品标准先行

文/张文华 林荣兴

借助标准升级实现油品质量提升，对控制机动车污染物排放有重要意义。2013年，国家标准化管理委员会发布第五阶段车用汽油和车用柴油国家标准——GB 17930-2013《车用汽油》和GB 19147-2013《车用柴油（Ⅴ）》。根据规定，2018年1月1日起全国范围内将供应第五阶段车用汽油和车用柴油。目前，北京、上海等城市已率先向市场供应符合国Ⅴ排放标准的车用汽柴油。

国Ⅴ油品更严苛

和国Ⅳ油品相比，国Ⅴ油品在指标上有更严苛的要求。

以车用汽油为例，国Ⅴ车用汽油对硫含量、烯烃含量、添加剂等指标有严格规定。主要表现在以下几个方面：之前车用汽油按研究法辛烷值分为90号、93号和97号3个牌号，国Ⅴ车用汽油分为89号、92号、95号，同时在标准附录中增加98号车用汽油的指标要求；国Ⅴ车用汽油中所使用的添加剂应无公认的有害作用，并按推荐的适宜用量使用；国Ⅴ车用汽油的硫含量要求从“不大于50 mg/kg”修改为“不大于10 mg/kg”；国Ⅴ车用汽油的烯烃含量要求从国Ⅳ“不大于28%”修改为“不大于24%”；国Ⅴ车用汽油的锰含量要求从国Ⅲ“不大于0.016 g/L”、国Ⅳ“不大于0.008 g/L”修改为“不大于0.002 g/L”；国Ⅴ车用汽油增加了密度控制。

控制硫含量是共同趋势

目前，机动车控制污染物排放的主要手段是安装催化转化器。汽油车用催化转化器中催化剂的主要成分为铂、钯、铑等贵金属元素。涂层材料主要为拟薄水铝石添加储氧材料（如铈锆固溶体等）构成。根据已有的研究经验，催化转化器的劣化主要是由于在热气流的冲刷下导致的催化剂比表面积（BET）下降造成的失效，以及在机油和汽油中的磷、硫等元素的作用下，生成磷酸盐、硫酸盐等物质占据催化剂的活性位导致催化剂中毒失效。

表1 国Ⅴ汽油和国Ⅳ汽油的比较

因此,各国(地区)在油品标准的升级中，对硫含量的控制是共同的趋势。欧盟从1993年开始实施第Ⅰ阶段的排放标准，相对应的油品硫含量为不大于1 000 mg/kg，至2009年实施的第Ⅴ阶段排放标准，相对应的油品硫含量降至10 mg/kg以下。日本于2008年起，汽油的硫含量小于10 mg/kg；韩国和中国台湾达到这个要求是在2010年，中国香港则是在2009年。我国的国Ⅴ油品对硫含量同样控制在10 mg/kg以下，达到国际现行油品标准的最高水平，进入无硫燃料阶段。

美国AQIPR（空气质量改善研究规划）研究表明：若将汽油中的硫含量从450 mg/kg降低到50 mg/kg，机动车尾气中的氮氧化合物（NOx）排放平均减少8%，一氧化碳（CO）排放减少19%，碳氢化合物（HC）排放减少18%，有毒物排放减少10%。

另外，国Ⅴ车用汽油标准中辛烷值的变化是最具争议的变化之一。按照国际惯例，汽油的抗爆震燃烧性能由辛烷值和抗爆指数表示，抗爆性和燃烧过程有关。之前有观点认为，汽油的辛烷值不仅对是否发生爆燃有影响，而且对发动机的动力性、经济性、排放性也有影响。

但是，日前由上海市环保局组织，上海市机动车检测中心牵头，联合了上海大众、上海通用、上海汽车、同济大学和中国石化等单位，就国Ⅴ油品与车辆的适配性进行了细致的考察。从目前实验数据看，降低一个单位的辛烷值，对车辆的动力性、经济性等性能没有影响。同样的试验也在一些油品生产商和汽车生产商中进行，结论基本一致。

两种观点各有依据，这个问题至今仍无定论。

功能性添加剂MMT被限

为了保证汽油的某些质量，汽油中可以添加一些功能性添加剂，如辛烷值改进剂、清净分散剂、电导率改进剂等。

辛烷值改进剂中的金属添加剂，如甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）等，在燃烧条件下分解为活性氧化锰的微粒，由于其表面的作用，破坏了机动车发动机中已生成的过氧化物，导致焰前反应中过氧化物的浓度降低，同时有选择地中断一部分链反应，从而阻碍自动着火，减缓了释出能量的速度，使燃料的抗爆性提高。

目前，MMT在美国等发达国家被限制使用，它会堵塞机动车零部件、加速机动车老化，并危害人体健康、污染环境。此次国Ⅴ车用汽油标准制定过程中，对锰含量进行了严格控制，要求“不大于0.002 g/L”。一般认为，当锰的加入量在0.002 g/L以下时，油品的辛烷值还不够提升一个单位，所以从经济成本等方面考虑都不值得添加MMT。此次国Ⅴ标准中对锰含量控制也是参照国外标准的通常做法。

现阶段，我国油品的生产主要由中石化、中石油和中海油等大型企业完成。这些企业也担负起油品升级的使命，如图1所示，随着装置结构的不断调整，中石化汽油调和组分中催化裂化汽油总比例呈逐年下降态势。

国Ⅴ排放标准和第五阶段油品标准的实施，在降低机动车排放污染的同时，也带动机动车新能源、新技术的开发和应用。在政府相关部门的推动下，在机动车生产商和油品生产商的共同协作下，未来城市的空气污染问题必将得到控制和治理，还我们一片洁净的蓝天。