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記者 劉蔚 2005-07-22
汽車排放控制技術必須有與之相應的清潔燃料才能最大程度地降低排放,而降低硫含量是“自催化轉化器投入使用以來最有效的排放控制單一措施”。通用汽車(中國)公司副總裁陳實引用了美國加州空氣資源局的論斷解釋了降低燃油硫含量的重要作用。
在全球機動車污染控制堪稱最嚴厲的美國加州,早在1996年開始將就燃油中的硫含量降至了30ppm,而目前中國普遍使用的燃油,其硫含量剛剛從800ppm降至500ppm。即使在燃油質量最高的北京市,自7月1日推出的歐Ⅲ汽油也只把硫含量控制在150ppm。
那麼,燃油硫含量過高會對空氣產生哪些污染?怎樣才能合理有效地降低燃料硫含量……在日前舉行的“車用燃料低硫化國際研討會”上,記者尋找到了更多關於燃油硫含量問題的答案。
硫是催化劑毒化成分
“空氣中每增加10個ppm的顆粒物,可導致5%的死亡增長率。”美國健康影響研究所副主席RobertO'Keefe認為,空氣中顆粒物與增長的死亡率和發病率有關。
美國環保局交通運輸和空氣質量辦公室MaryManners說,硫是催化劑毒化成分。脫硫與汽油中禁鉛很相似,可以讓催化劑發揮更大功效。減少燃料中硫含量可以立即減少顆粒物的排放。
“SO2可以危害有哮喘病的兒童和老人的呼吸”、“硫酸鹽能導致早死”……美國健康影響研究所副主席Robert O'Keefe認為,汽油中硫含量過高,使得機動車排放的硫酸鹽、SO2、NOx、VOCs和CO增多,而這將直接導致心臟病、慢性支氣管炎、兒童支氣管炎、哮喘症、呼吸病症和死亡率的上升。
國際機動車污染控制專家Michael Walsh說,低硫燃料可降低現有車輛的排放,即可降低所有車輛的SO2排放、柴油車的顆粒物排放和所有帶催化器車輛的CO、HC、NOx和有毒物質排放。同時,能夠使新車可以應用先進技術以達到更嚴格的標準,另外,在用車也將得到有效改造。
據Michael Walsh介紹,燃料中硫對所有催化排放控制技術都有負面影響。首先,產生的SO2黏附於催化劑表面,毀壞了催化器的塗層,產生了有毒有害物質,因而阻礙了氣態催化反應、干擾了催化器的正常工作。其次,過多的硫可將40~50%的SO2催化氧化成為SO3,從而增加了尾氣顆粒物的排放。另外,硫可以迫使催化劑頻繁再生,從而導致燃油經濟性降低,並使柴油車顆粒物篩檢程式失效。最後,NOx吸收器也會由於硫的結塊而阻斷NOx的吸收,進而增加了NOx的排放。MichaelWalsh認為,無論是汽油車還是柴油車,燃料質量是排放控制體系不可分割的一部分。燃料中的硫對所有催化排放控制技術都有負面影響,因此需要降硫。應用系統論的方法,整合超低硫燃料、先進的發動機設計和先進的排放控制技術,可以使轎車、卡車、巴士相比20世紀60年代的排放水平降低60%。使用低硫汽油可以立即提高配備催化器的在用車的排放控制性能,而使用低硫柴油可以利用先進技術改造在用柴油車,以達到更高的排放標準。
車用燃料要有環保需要
國家環保總局機動車排汙監控中心主任湯大鋼說,由於近10年來我國機動車保有量的迅速增加,導致城市,特別是特大城市機動車排放引起的空氣污染問題突出。主要表現在:環境空氣中NOx濃度和O3濃度超標天數和小時數持續升高;多數柴油車冒黑煙;道路揚塵(機動車通過時懸浮起的道路表面的灰塵)量大。另外,道路附近CO、HO和SO2濃度偏高。
在國際上,車用燃料的環保需求定義為基於保護健康和生態環境的需要,對車用燃料提出的法規要求。車用燃料的技術標準是根據環保要求的原則制訂的。1999年6月1日由國家環保總局發佈、於2000年1月1日起在全國實施的《車用汽油有害物質控制標準》GWKB1-1999,是首次以標準形式制定的對車用汽油提出的環保要求法規性規定。主要提出了禁鉛、降硫、降烯烴、降苯、限錳和加清淨劑的要求。這些要求基本體現在隨後國家發佈的《車用無鉛汽油》GB17930-1999等相關車用燃料標準當中,起到了推進汽油品質改善,保證國一、國二汽車排放標準順利實施的作用。全國在短期內全面實現車用汽油無鉛化並分期將汽油硫含量降至800ppm(2003年7月1日)和500ppm(2005年7月1日)。事實證明,對車用燃料的環保要求是有重要意義和必要的。目前,國家環保總局已經組織開展了一系列的對於車用燃料環保要求的研究專案,從法規、技術和經濟等方面加以研究論證。
清華大學教授賀克斌參與了中國車用燃油低硫計畫分析專案。據賀克斌介紹,我國目前車用油品標準《車用無鉛汽油》GB17930-1999中規定硫的含量應控制在800mg/kg(相當於ppm)以內,而歐Ⅰ、歐Ⅱ、歐Ⅲ和歐Ⅳ的規定則分別為500、500、150和50mg/kg。《車用柴油標準》GB19147-2003中規定硫含量應控制在500mg/kg以內,而歐Ⅰ、歐Ⅱ、歐Ⅲ和歐Ⅳ的規定則分別為500、500、350和50mg/kg。他認為,在我國實行燃油低硫化可以提高催化劑效率、減少機動車污染物排放;與新車排放標準相匹配,保護污染控制新技術的應用;促進在用車,特別是重型柴油車的控制技術改造;與國際接軌,提高新車和煉油產品的國際競爭力。
在借鑒國際經驗、結合中國情況、參考多方意見,並考慮可操作性的基礎上,項目為中國車用燃油低硫化設計了四種實施方案。方案一是車用燃油標準各階段硫含量限值採用歐洲標準,實施步驟北京提前,全國其他地區統一隨後實施;方案二是以歐洲標準為基礎進行調整,直接由歐Ⅱ標準(500ppm)跳至歐Ⅳ標準(50ppm),實施步驟北京提前,全國其他地區統一隨後實施;方案三是車用燃油標準各階段硫含量限值採用歐洲標準(與方案一相同),但實施步驟分三步走,即由北京到上海、廣州,再推廣到全國其他地區;方案四是車用燃油標準各階段硫含量限值採用歐洲標準(與方案一相同),但實施步驟分三步走,即由北京到全國其他地區的新車,再到全國其他地區的所有車。
總的看來,我國計畫到2010年(或2012年)車用燃油的硫含量將控制在50ppm以內。
政策和技術支持低硫化
美國哈佛大學甘迺迪政府學院白勒福科技與國際事務中心能源技術創新專案組HongyanH.Oliver說,美國和歐洲的相關研究顯示,低硫車用燃料的社會效益遠遠超過其生產成本。目前,生產低硫車用燃料的技術已經成熟且可以負擔。但是,煉油企業技術更新所需的初始投資十分可觀。因此,政策制訂中的兩個關鍵問題是成本如何分擔和如何確定合理的燃料價格。
HongyanH.Oliver說,使用差別稅收、政府補貼等政策和某些靈活性的規章等,加速了一些國家車用燃料低硫化的進程。如歐盟國家普遍使用的差別稅收政策,目的就是用高硫燃料的稅收來補償低硫生產商的成本;日本在1990~1997年間,豁免了7%的企業所得稅(或折舊率增加30%),2004年,直接補貼達4600萬美元;而美國也採取了可交易許可證、小煉油企業延期達標、不同區域分別對待和特別情況煉油企業的寬容政策等。
中國石化集團公司副總裁曹湘洪說,全球原油貿易資源的硫含量結構為:低硫(硫含量小於0.5%)占32.4%、含硫(硫含量在0.5~1.5%之間)占16.9%、高硫(硫含量大於1.5%)占50.5%。中國國內原油資源短缺、進口依存度不斷提高,而世界可供應的原油資源將日趨劣質化,含硫、高硫重質原油供應量增加、低硫輕質原油供應不足。今後中國加工的原油中高硫重質原油比例將不斷增加,這使降低車用燃油硫含量的困難進一步增加。中國的煉油工藝是根據本國市場對油品的需求和原油特點等歷史因素逐漸形成的,與國外有一定的差異。照搬國外的燃油規範和燃油裝置結構,會明顯加大加工煉油的投資,也不利於我國煉油工業和汽車工業的自主發展。實現油品質量升級,推進低硫化是煉油技術開發的重要任務。曹湘洪表示,面對未來,中國石化將開發更高水準的降低車用汽柴油硫含量的技術,充分依靠科技創新,採用新技術實施技術改造,實現車用燃料低成本質量升級。
新聞來源: 中國環境報
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