改善大气环境 油品质量标准亟待提升

□ 环境保护部环境工程评估中心 周学双

    2012年中国成品油消费量2.5亿吨，其中汽油0.77亿吨，柴油1.5亿吨（其中车用柴油约0.79亿吨）。油品质量与大气质量和人群健康密切相关，与美国及欧盟相比，中国油品质量标准存在的主要问题有柴油标准体系欠科学，低硫化进程慢，汽油标准中芳烃、烯烃和蒸汽压限值过高，这些问题加剧了油品在运输和使用过程中挥发性有机物污染物的排放和PM2.5生成，是中国区域复合型大气污染的主要原因之一。

 

国内外油品质量差距明显

　　为保护环境和人体健康，世界各国（地区）均在不断提高油品质量。欧洲1993～2009年陆续将油品质量从欧Ⅰ升级至欧Ⅴ标准，其汽油标准和柴油标准是同步升级的。从2000年开始，美国22个州实施Tier1标准，2004～2006年陆续升级至Tier2标准。日本1996～2012年6次升级汽油质量标准，3次升级柴油质量标准。韩国、中国香港和中国台湾也在不断升级其油品质量。总体来看，美国标准严于欧洲标准，美国加州由于曾饱受光化学烟雾污染的困扰，实施更为严格的汽油质量标准。世界各国普遍控制硫、烯烃、芳烃、苯、锰等组分含量以及蒸汽压等指标，日本还控制MTBE含量，柴油标准则主要控制硫、总芳烃及多环芳烃含量。

　　我国车用汽柴油2002～2009年陆续升级至国Ⅲ标准，汽油苯质量分数限值为1%，硫质量分数限值为150μg/g；车用柴油硫质量分数限值350μg/g，多环芳烃（PAHs）限值11μg/g。普通柴油仍执行2000年标准，硫质量分数限值高达2000μg/g。此外，北京实施京标Ⅴ汽油、京Ⅳ车用柴油，上海、浙江及广东的十多个地市实施国Ⅳ标准汽油。油品质量升级时间间隔和世界平均间隔相当，但与先进国家油品质量标准的差距依然较为明显（见表1～2）。我国国Ⅳ及以上标准汽油的生产量约每年220万吨，仅占总产量3%，绝大多数地区所用汽柴油仅能满足国Ⅲ标准和普通柴油标准，北方及西南部分地区甚至还在使用国Ⅱ标准柴油。现有汽柴油的质量水平普遍较低。

表１　中国和其他国家（地区）汽油质量标准主要指标对比

项目             美国       欧洲   日本                  中 国

             22州   加州                  台湾 香港              大陆地区

对应标准    Tier2   LEV-Ⅱ 欧Ⅴ    　 　 　         国Ⅱ    国Ⅲ    国Ⅳ   京标Ⅴ   国Ⅴ

实施年份 2004～2006 2003   2010   2012   2010 2009    2005    2009    2014    2013    2018

辛烷值     95/85    95/85 95/85 96    95/85 95/85 90/93/98 93/88   93/88   92/87   92/87

ω（硫）/（μｇ·ｇ-1）

ω（芳烃）/％

         ≤25       ≤22   ≤35          ≤35 ≤35    ≤40    ≤40    ≤40≤60（含烯烃）≤40

ω（烯烃）/％

        ≤6～10     ≤4    ≤18　      ≤18 ≤18    ≤35    ≤30    ≤30     ≤25    ≤25

ω（苯）/％

　　　　≤1         ≤0.8   ≤1    ≤1    ≤1   ≤1     ≤2.5   ≤1     ≤1      ≤1     ≤1

蒸汽压/kPa

　    52            48 60～70 44～78              ＜741) ＜721) 40～681) 42～651) 40～651)

                                                    ＜882) ＜882) 42～852) 45～852) 45～852)

注：１）为5～10月限值；２）为11～4月限值；３）空白处表示数值不详。

 

表2　中国和其他国家（地区）柴油质量标准主要指标对比

项目         美国         欧盟                   日 本                            中国

对应标准             EN590 2004（欧Ⅳ/Ⅴ）        国Ⅱ 国Ⅲ＊ 普通柴油 京Ⅳ＊ 国Ⅳ＊ 国Ⅴ＊

实施年份    2005          2004             2007 2002  2009    2013    2007    2015   2018

十六烷值    　           51    　               45    45～49    45      47～50   　 

十六烷值指数40           15                50           45～46    13      46   　 

ω（硫）/（μｇ·ｇ-1）

　　　　　　15           10

（2009年实施）

　　　　　　10           2000              350   2000

（350，2013年7月）

　　　　　　50          50                10

ω（多环芳烃）/％

                         ≤11                           ≤11               ≤11             ≤11

ω（总芳烃）/％

           ≤35　 　 　 　 　 　 　 

ω（总灰分）/％

　                     ≤0.01                                            ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01

ω（总颗粒物杂质）/（μｇ·ｇ-1）

                         24 　 　 　 　 　 　 

注：＊车用。

 

我国油品质量标准体系存在问题

　　机动车尾气中有100种以上化学成分，主要有SO2、碳氢化合物（HC）、NOx、颗粒物（PM）等，均对PM2.5以及光化学烟雾的形成有贡献。其中HC主要包括烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃，绝大多数属于挥发性有机污染物（VOCs），这些污染物都将严重影响环境质量和人体健康。因此，油品质量升级必须将环境保护要求摆在首要位置。

　　1．“双轨制”柴油质量标准体系欠科学

　　美国、欧洲等发达国家均对柴油实施统一质量标准。但中国实行“双轨制”，分为普通柴油和车用柴油两种不同的质量标准，普通柴油标准硫含量限值很宽松，且不控制芳烃及多环芳烃含量。实际上，因为价格差异，城市车辆也会使用普通柴油。中国普通柴油用量虽仅占汽柴油总量的1/3，但其SO2排放量却占80%以上。因此，普通柴油燃烧排放尾气是中国油品使用中SO2等污染排放的绝对大户。

　　柴油对环境的影响最为突出，据了解，目前的油品标准“双轨制”体系并不是技术原因，且容易造成市场混乱，对控制柴油燃烧排放的污染极为不利。

　　2．柴油低硫化进程慢 缺少总芳烃指标

　　与汽油车相比，柴油车尾气是NOx和PM的主要贡献者，其中NOx排放量占城市机动车总排放量的80%以上，PM占90%以上，且柴油中除多环芳烃类致癌物质外，其他芳烃物质毒性也很大。

　　实验证明，降低柴油硫含量可以降低SO2、NOx及PM的排放，而减少芳烃含量可降低PM、HC及多环芳烃等有毒物质的排放。我国目前实施的车用柴油国Ⅲ标准含硫质量分数限值为350μｇ/ｇ，普通柴油含硫质量分数限值为2000μｇ/ｇ，正在制定的国Ⅳ标准车用柴油计划降低至50μｇ/g，低硫化进程远低于欧美及周边国家（地区）。目前我国市售车用柴油的芳烃质量分数大约占45%～50%，远高于美国标准限值。不控制芳烃，对控制柴油燃烧尾气的毒性和环境污染十分不利。

　　3．汽油标准中烯烃和芳烃限值过于宽松

　　我国2014年拟实施的国Ⅳ汽油标准要求烯烃和芳烃质量分数不大于70%（其中烯烃不大于30%，芳烃不大于40%），与国Ⅲ标准相比没有任何改进，比欧Ⅴ标准限值高32%，比美国高一倍，比美国加州高170%，差距十分显著。就烯烃和芳烃含量而言，欧Ⅴ（Ⅳ）与国Ⅳ的两种油品燃烧实验研究表明，前者比后者CO、HC和NOx的排放量减少约23%、22%和19%。按2012年全国汽油消费量估算，HC减排量相当于广州市工业生产排放总量的40%，NOx减排量相当于7个百万千瓦电厂排放量。油品中化学组分直接影响尾气的化学毒性。烯烃和芳烃易给发动机带来危害，造成PM排放量增高。降低烯烃含量可明显减少尾气排放物的光化学反应活性，而降低芳烃含量可显著减少尾气中苯、甲苯等苯系物的排放。

　　4．汽油标准蒸气压限值过高

　　车用汽油蒸气压是影响油品储运及使用过程中VOC排放的重要原因，蒸气压越大，VOC的排放越显著，油耗也必然随之增加。国外实验证明，汽油蒸气压降低6.9kPa，可减少尾气中4%的HC排放，汽车总蒸发排放VOC可减少34%。我国国Ⅳ标准规定的空气压限值冬季为80kPa，比欧洲、美国及美国加州标准分别高出10、30、34kPa。夏季为65kPa，与欧洲标准基本持平，比美国高20kPa，比美国加州高24kPa；过高的蒸气压限值，导致汽油在运输和使用过程中VOC排放量大幅增加。

 

对策与建议

    1．科学制定油品质量标准

    2013年以来席卷我国中东部地区的霾污染物化学组成，是英国伦敦烟雾事件和美国洛杉矶光化学烟雾事件污染物的混合体，并叠加了中国特色的沙尘气溶胶，中国煤烟型大气污染已经开始向复合型大气污染转化。

    为有效改善大气环境，考虑中国的地理位置及污染特征，我国油品质量升级标准应参考美国标准，尽快完善油品质量标准体系。首先，要将柴油质量标准统一，不再分为普通柴油与车用柴油，增加控制柴油总芳烃限值，降低多环芳烃限值，并加快低硫化步伐。其次，汽油国Ⅴ标准按计划推进低硫化，同时降低烯烃、芳烃含量限值和蒸汽压最高限值。对大气污染严重的中东部大中型城市圈实行差别化管理；对京津冀、长三角、珠三角等大气污染重点控制区域，从减缓光化学烟雾的角度出发，制定更为严格的特别标准限值。此外，环保部门还应根据油品质量标准体系升级要求，加快修订现有的车用汽油及车用柴油有害物质控制标准，并制定完善各类机动车、船以及航空器等尾气排放标准。

    2．加快炼油工业升级改造进程

　　 落实油品质量升级的环境效益，应加快摸清中国现有油品质量现状及生产设备能力状况，找出存在的实际问题，制定油品升级以及降低尾气排放的实施规划，加快现有炼油企业油品升级改造项目的审批进度，促进炼油工业升级改造，做到一次规划、分步实施、分区域管理。中石油、中石化等大型炼油企业应结合油品质量升级要求，做好生产装置结构调整的统筹规划，梳理现有企业油品升级存在的问题，从油品升级角度优化新建、扩建炼油项目装置。同时，国家应采取有效措施，建立油品生产、销售的分类监管体系，强化市售油品质量监督，杜绝低劣油品进入市场；加大配套基础研究投入，推进油品升级的技术进步。

    3．加大优质优价的环保政策保障

    环保部门应加大政策保障，制定和完善污染物总量减排核算办法。将生产销售好于国家标准油品的企业纳入《重点区域大气污染防治“十二五”规划》财税补贴激励政策范围，对其进行财税补贴，在消费税政策上予以优惠。制定VOC排污收费政策，对生产销售高于国家标准油品的企业，核算其排放当量，减免征收VOC排污费。对劣质油品及其生产企业，加大惩处力度。

    4．规范整治地方炼油企业

    目前，我国地方炼油企业加工能力已占全国约1/3的产能，仅山东省“地炼”加工能力就达到１亿吨，占全国的18%，类似于河北的钢铁产业。由于“地炼”数量多，工艺落后，污染防治设施不完备，且多数小型地炼企业加工劣质渣油，加工过程环境污染严重，生产国Ⅲ以上标准油品存在困难，缺乏合法的销售渠道，部分低质量油品进入大型炼油企业的油品调合池，从而合法地流入市场。这种局面严重扰乱市场、污染环境，阻碍我国油品的升级步伐，且严重危害消费者利益。

    对此，国家发改委、工信部、环保部等部门应联合起来，摸清底数，分类引导，制定政策，加快规范整治地方炼油企业。对已经形成一定规模、环保设施齐全且具备油品升级改造能力的，应纳入规范管理；对不符合产业政策要求、不具备升级改造能力、环境污染严重、环境风险隐患高的小“地炼”，应彻底关停拆除，消除低档次油品生产企业的生存空间，规范市场，扫除我国油品升级的外部阻力。