支持燃油汽车低碳和污染物超低排放的高效高清洁汽柴油标准

曹 湘 洪

(中国石油化工集团有限公司，北京 100728)

我国提出碳达峰、碳中和的战略目标后，每个行业各个领域都在研究实现这一重大战略目标的措施。公路交通运输的二氧化碳排放量约占全国排放量的8.0%，是排放大户。围绕减少汽车碳排放，加快发展电动汽车、积极发展燃料电池汽车是重要的措施。发展电动乘用车相对容易，但重型货车用新能源替代难度大，具有较大的不确定性；随着电动汽车的快速发展，退役电池量迅速增加，废电池处理过程的安全环境风险进一步加大；我国生产动力电池需要的锂、钴等矿产资源高度依赖国际市场，全世界都加快发展，还将会面临资源供应短缺的挑战；消费者的充电焦虑、电池的安全性和国人居住条件对发展电动车的制约也不容忽视。氢能还处于市场培育阶段，产业链经济性是目前大规模推广的最大挑战。从现阶段看，油电混合动力汽车的社会投入成本最低，而且能很快显现出减碳和减少污染物排放的效果。2020年国家发布的新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)提出，到2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流，意味着2035年我国不会全面停止销售燃油车，燃油汽车在道路上消失至少会在2045年以后。因此，开发和推广应用新技术，进一步提高汽柴油品质，减少污染物和碳排放，必须引起炼油行业的高度重视。

1 电动汽车在未来发展过程中面临的主要挑战

1.1 电池退役规模高速增长，回收利用中存在很大安全环境风险

2014年起，在国家和地方政策支持下，电动汽车在我国开始爆发式增长。受电池使用寿命所限，从2020年起，退役电池量相应开始爆发式增长。中国汽车技术研究中心数据显示，2020年我国动力电池累计退役量约200 kt，2025年累计退役量将达到780 kt左右。招商证券前瞻产业研究院也预测了我国退役电池规模，如图1所示。

图1 中国动力锂电池退役规模

当前电动汽车采用的电池主要有磷酸铁锂和镍钴锰酸锂三元锂电池两大类。锂电池的电解液使用了易燃易爆的有机溶剂，电极材料中还含有钴、锰、镍等重金属元素，废弃过程管控失当极易污染环境，也很容易产生着火爆炸事故。为了防控退役电池回收利用过程的安全环境风险，国家明确规定电动汽车生产企业负责回收处理，但是目前我国退役电池回收渠道不畅通，迄今为止还没有形成材料回收率高、对生态环境影响小、成熟可靠经济性好的退役电池规模化回收利用技术。爆发式增长的退役电池回收利用面临很大的安全性和环境友好性挑战。

1.2 电动汽车的充电焦虑、安全性和低温条件下的使用性能都会影响消费者的购买意愿

我国14亿人口集中居住在胡焕庸线(黑河-腾冲一线)东南部，在占全国面积43.8%的国土上居住着94.1%的人口。在人口集中的东南部大中小城市，住房大都以高层住宅为主，拥有家庭轿车的居民停车难的问题存在一定普遍性，就近建设充电设施需要足够面积的停车场和大规模电网系统的改造，获取土地资源难度大，城网改造投资大。美洲、欧洲等国家居民住宅以独立建筑为主，髙层和多宅建筑比例低。我国和美洲、欧洲等国相比，特殊国情造成的充电难题解决难度大。期望发展“快充”技术，破解电动汽车发展的“充电”瓶颈，一是充电过程引发火灾的危险性会显著增大，二是对电网安全性的冲击会随充电速度加快而同步增加。

电动汽车的安全性问题尚未根本解决。据我国应急管理部消防局的通报，2022年一季度全国发生新能源汽车火灾640起，电动自行车火灾3 777起，均高于交通工具火灾的平均水平。日本自动车研究所的试验结果表明，一旦发生火灾，很难用现有的消防手段扑灭，只能烧尽为止。

低温下电动汽车电池的充放电容量显著缩小，造成行车里程短，充电频繁，充电时间加长，电耗大，经济性变差，严重影响使用性能，改善动力电池低温性能的技术虽有进展但效果尚不如人愿。冬季高寒的我国北方地区使用电动汽车困难大。

充电焦虑、安全性和低温下的使用性能都会影响消费者的购买意愿。

1.3 电动汽车大规模推广会导致使用材料的资源危机

有效载重量相当时电动汽车的质量比燃油车约高出40%左右，生产一辆电动汽车的电池需要的矿产资源约是生产一辆传统燃油汽车的6倍，主要是铜、锂、镍、钴、锰、镝、钕等资源。2014年以来，我国电动汽车的产销量快速增长，2021年产销分别完成294.2万辆和291.6万辆，约占全球的53%。世界主要国家都在加快电动汽车发展，对上述金属材料的需求在迅速增长。在资源供应侧，资源国对具有战略意义的矿产资源的管控在加强。在传统内燃机汽车发展过程中，多次出现过需要的石油资源短缺引发石油危机的情况，未来生产电动汽车电池需要的矿产资源短缺，出现矿产资源危机是大概率事件。

世界知名咨询机构——伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)电池研究总监加文·蒙哥马利2019年7月发表的研究报告提出，到21世纪20年代中期，电池原料可能面临供应短缺。国际能源署2021年5月发布报告：各国转向绿色能源，对铜、锂、镍、钴和稀土元素镝、钕的需求急增，可供开采矿藏的质量下降。实现《巴黎气候协定》的目标，估计到2040年，风力涡轮机的年安装量需要增加两倍，同一时期电动汽车销售量要增加24倍。矿产供应短缺将是21世纪面临的巨大挑战。资源的短缺造成价格上涨，电池成本大幅度上升，电动汽车售价同步大涨，消费者用车成本高企。

2 燃料电池汽车(FCEV)在未来发展中面临的挑战

2.1 氢气储存运输加注成本高

FCEV使用过程没有污染物和碳排放，加氢时间仅需3 min左右，行驶里程长，对消费者而言，和传统内燃机汽车相比，仅是加油变成了加氢，使用方便，尤其适合替代重负荷的柴油车。氢气用绿电电解水获取或用生物质制氢，全生命周期减少二氧化碳排放的效果显著，但推广应用面临经济性的挑战。FCEV都采用高压压缩氢，从供氢点到加氢站，使用高性能碳纤维复合材料制造的高压气瓶，气瓶的制造成本高。氢气运输以长管拖车为主，压缩氢气密度低。使用20 MPa的8管管式拖车一次运输氢气280 kg左右。加氢站需采用高成本压缩氢罐储氢，配置小型高压压缩机，建设和设备的维护成本高，目前日加氢1 t左右的加氢站设备投资约需1 500万元。上述因素导致FCEV使用的氢气价格高，完全市场化会使消费者难以接受，长期由供氢方承担，很难持续经营。

2.2 FCEV制造成本高

FCEV都配置高成本的复合材料高压气瓶，受制瓶材料和技术水平限制，目前我国采用的是压力35 MPa储氢瓶。为了提高行车里程，采用70 MPa储氢瓶是发展趋势。FCEV的电池要采用铂催化剂和全氟磺酸树脂膜做电解质，造价高，为了降低电池制造成本，世界科技人员正在开发低铂、无铂催化剂和廉价电解质膜，但低成本车用燃料电池的产业化短期内难以实现。

3 油电混合动力汽车是我国推进碳达峰的现实、可行、见效快的选择

3.1 混合动力汽车有显著的减碳减污效果

油电混合动力汽车(HEV)采用内燃机、发电机、电池及电动机的耦合集成(如图2所示)，使内燃机始终在高效率区运转，节油30%～50%，尤其适合城市路况行驶，减碳效果显著。HEV只加油不充电，现有的基础设施完全可以满足要求，而发展电动车要大量建设充电桩和进行电网改造，发展燃料电池车要建设加氢站，购置专门的运氢车辆，既要有大量的资金投入，还要耗用特种资源，按全寿命周期计算都会增加使用过程的碳排放。

图2 油电混合动力汽车(HEV)动力系统示意

中石化石油化工科学研究院有限公司(简称石科院)对混合动力汽车的污染物排放进行了检测，结果如表1所示。由表1可见：混合动力汽车各种污染物排放显著低于2023年即将在全国执行的国ⅥB排放标准限值；对于污染物的排放，韩国现代伊兰特汽车非甲烷总烃(NMHC)排放量仅为国ⅥB限值的32.5%，N2O排放量仅为国ⅥB限值的3.7%；日本丰田卡罗拉汽车NMHC排放量仅为国ⅥB限值的16.7%，N2O排放量仅为国ⅥB限值的1.9%。混合动力车尾气排放口有害物质的浓度显著低于一级空气质量限值。

表1 混合动力汽车的污染物排放情况

3.2 发展混合动力汽车是实现碳达峰的现实、可行、见效快的选择

目前车用发动机的热效率快速提高，柴油机及汽油机热效率已分别接近55%和45%[1]，污染物排放浓度显著低于空气质量限值指标，内燃机界的短期奋斗目标是有效热效率达到60%，长期的“极限”是有效热效率达到85%[2]，基于高效内燃机的HEV全寿命周期碳排放有望进一步降低。

电动汽车电池中使用的锂、镍、钴、铜等金属及金属镝、钕等稀有元素在天然矿产中含量均较低，提炼过程能耗、污染物排放、碳排放均较高。从矿井到车轮的全寿命周期，在我国电力结构以煤电为主的情况下，电动汽车和高效燃油车相比，全寿命碳排放和污染物排放并没有优势。还有研究认为，由于电动汽车车重比内燃机汽车大，电动汽车虽然没有尾气排放，但行驶时轮胎与路面的磨损、再浮悬造成的PM和内燃机(包括汽油机和柴油机)行驶时尾气排放、轮胎、刹车与道路的磨损和再浮悬造成的PM总量相当[3]。在推进我国交通领域碳达峰、碳中和的进程中，油电混合动力汽车是实现碳达峰的现实、可行、见效快的选择。中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》预计2035年新能源汽车与油电混合动力汽车将各占当年新车销量的50%。

4 为燃油车提供高效高清洁汽柴油是炼油行业应尽的责任

4.1 地面交通能源不宜完全禁用汽柴油

为了推进交通领域碳达峰、碳中和，不少国家提出了停止销售内燃机汽车的时间表，该时间表能否实现还存在不少难以预见的不确定因素，而且这些国家把混合动力汽车都定义为新能源汽车，没有明确区分插电式混合和油电混合两类混合动力车辆。

欧盟正式宣布2035年全面禁止销售燃油车，2021年7月15日有报道称法国已经提出反对意见，一些组织认为这与欧盟委员会的倡导与技术的开放性相悖。全面禁止销售燃油车这一美好的愿望能否实现，挑战巨大。但即使这个目标实现了，道路上还会有相当数量的存量燃油车在行驶，按车辆的使用寿命预测，燃油车在道路上消失要在2045年前后。

汽柴油能量密度高、易储存、易运输，内燃机功率强劲、使用方便灵活，能适用于各种不同场景，其中有些场景是电动汽车无法企及的，如低温环境和电网受损的自然灾害场景，重型柴油货车以电代油困难也很大。李晓易等研究认为，基于我国新能源汽车发展现状，若要实现交通领域碳排放2030年前达峰，重型货车新能源替代量要接近100万辆，以现有技术发展趋势来看，这一规模应用存在很大不确定性[4]。仔细分析内燃机动力、纯电动、插电式混合动力、油电混合动力汽车的优缺点，全面彻底禁用燃油车是不合适的。推进交通行业碳减排，对车辆动力，油、电、氢不能搞零和博弈、你死我活，而应融合互补、互相促进。陈清泉等研究提出了新能源汽车发展的基本技术路线：从2020年起，全国大规模推广纯电动和插电式混合动力车，到2030年新能源汽车产销量达到2 000万辆，市场占比为50%左右，占我国汽车总保有量的15%。2030年起全国大规模推广氢燃料电池汽车，到2050年新能源汽车占我国汽车保有量的50%以上[5]。未来汽柴油的消费量将逐步减少，汽油消费量的下降会快于柴油。汽柴油在地面交通能源中从市场独占向市场主体进而向市场次要地位转变是大趋势，但市场主体地位会延续较长一段时间。到2050年，燃油车保有量在汽车保有量中仍有可能占主体地位。

笔者在2021年主持了中国工程院咨询研究课题《我国炼油石化产品消费规律、产能发展规模及布局战略研究》，在认真分析我国汽车保有量及新能源汽车发展趋势、技术进步对燃油车油耗的影响、交通运输结构变化趋势等因素的基础上，分基准消费情景和约束消费情景预测了我国2025年、2030年、2035年的汽油、煤油、柴油消费量，结果见表2。

表2 我国未来汽油、煤油、柴油消费量预测

4.2 炼油行业要为燃油车提供高效高清洁汽柴油

汽柴油是种类繁多不同结构烃分子的混合物，混合物中烃分子的结构决定其物理化学性质，影响其在内燃机中的燃烧行为。内燃机的热效率与燃料的性质、燃烧行为和内燃机的设计高度相关，还会影响内燃机的污染物排放水平。优化汽柴油中烃分子结构，寻找合适的添加物，生产高效高清洁油品，炼油企业要主动担当、有所作为。炼油行业与汽车行业技术专家要围绕燃油汽车高效率即低碳排放、高清洁即污染物超低排放(车辆排出口单位气体中污染物浓度显著低于空气质量限值)紧密合作，协同创新。生产高效高清洁汽柴油要成为炼油行业新的追求。

5 高效高清洁汽柴油标准的主要技术指标

5.1 汽油

提高汽油的辛烷值，为油耗低的高压缩比汽油内燃机提供匹配的汽油，一直是汽车行业的殷切期盼。汽油高清洁的关键是在控烯、控芳、超低硫化的基础上进一步降低汽油中的烯烃和芳烃含量，通过馏程指标的调控，禁止将C9以上重芳烃(含C9，下同)调进汽油。为了证明这些控制和调整的必要性，国外汽车行业进行了大量试验研究工作。

丰田汽车公司用低排放车(LEV)和超低排放车(ULEV)2种汽油车进行了汽油50%馏出温度(T50)对尾气中总碳氢化合物(THC)影响的研究，结果如图3所示。由图3可知，当T50超过100 ℃时，THC排放量会显著增加。

图3 T50对THC排放量的影响

用汽油直喷发动机(V6，3.5 L)测试，在转速为1 950 r/min、扭矩为130 N·m(发动机台架稳态工况)、冷却液温度为65 ℃的条件下，汽油T50对发动机PM排放量的影响如图4所示，汽油的T50在100 ℃以上时，PM排放量会迅速增长。

图4 汽油T50对发动机PM排放量的影响

2010年日本本田汽车公司提出了PMI(PM指数)的概念[6]，建立了预测汽油组成与颗粒排放量关系的模型。用本田模型计算PMI过程繁杂，丰田汽车公司提出了根据馏程分析结果计算PMI的简化模型，如图5所示。汽油中C9以上重芳烃含量升高，PMI值升高，PM与PN排放量呈线性增加趋势(见图6和图7)。该式的正确性和科学性被多个汽车公司和从事内燃机研究的知名大学的车油研究项目和小型专项试验证明。

图5 本田PMI与丰田PMI简化模型

图6 PMI与PM排放量的关系

图7 PMI与PN的关系

罗伯特博世公司的Wolfram Wiese等和壳牌研究有限公司(英国)的Felix Balthasar等研究认为PN排放与蒸馏曲线的E150 ℃(150 ℃馏出体积分数)有很好的关联性，E150 ℃是影响PN与PM排放量的关键参数，当E150 ℃在85%以上时，汽油中造成PN与PM排放的C9以上芳烃将被排除在外[7](如图8所示)。

图8 汽油中C9以上芳烃含量与E150 ℃的关系

随着汽油机技术的进步以及对爆震与汽油抗爆特性相关性研究的深入，为防止汽油机爆震，对汽油辛烷值的要求也有了新的认识，现代高效内燃机抗爆震要求的是汽油的研究法辛烷值(RON)，对马达法辛烷值(MON)的要求可以放宽，允许使用敏感性高(即RON与MON差值大于10)的汽油，并认为在汽油标准中没有MON限值的国家引入MON是一个倒退的政策[8]。

基于相关研究，2019年欧洲汽车制造商协会对未来汽油的性能提出了如表3所示的要求[7]。

表3 欧洲汽车制造商协会对未来汽油品质主要指标的建议

对温室气体排放和燃料效率有高水平要求的市场，2019年世界燃油宪章委员会建议汽油采用表4所列的指标[9]。

表4 世界燃油宪章委员会建议的汽油主要质量指标

我国炼油企业提高汽油辛烷值面临的突出问题是高辛烷值汽油调合组分的资源不足。降低汽油中烯烃和芳烃含量，优化馏程，禁止造成PM与PN排放的C9以上芳烃调入汽油，都造成汽油辛烷值降低。但是提高汽油辛烷值的资源条件正在改善，经过努力会进一步改善。

随着天然气供应量增加，民用燃料转向天然气，用于民用燃料的液化气中碳四可以逐步被替代出来；催化裂化装置通过开发新催化剂、开发新结构反应器和优化工艺条件，有大幅增加碳四产量的潜力，建设碳四烷基化装置，增产RON大于96的烷基化油资源条件越来越好。加工霉变粮食和重金属污染粮食的生物乙醇产能和产量在增加。纤维素乙醇技术已有工业示范装置，随着技术成熟和推广应用，我国纤维素乙醇产量可望迅速增长，放宽汽油中氧质量分数限值到不大于3.7%，将为全面推广E10乙醇汽油创造条件。为了解决汽油中生物乙醇含量增加后蒸气压升高的问题，参照欧洲汽车工业协会的建议，添加生物乙醇可变成添加用生物乙醇生产的乙基叔丁基醚(ETBE)。

根据汽车行业的要求和期望，结合资源条件，提出高效高清洁汽油的主要质量指标在国ⅥB的基础上做如下提升。一是提高汽油牌号，淘汰89号、92号汽油，将98号汽油不再放在附录中，形成95号、98号2个牌号，各个牌号汽油只设RON指标，取消MON指标。市场上销售的汽油实现以95号为主，逐步过渡到98号为主，在标准附录中引入101号汽油。二是改变汽油组成，将汽油中烯烃含量限值控制在体积分数不大于10%，芳烃含量最高限值控制在体积分数不大于30%，C9以上芳烃体积分数不大于1.5%。三是改进汽油馏程，T50降低到不大于100 ℃，增设T70不大于140 ℃，汽油终馏点调整为不大于190 ℃。

5.2 车用柴油

新型柴油机和新型汽油机相比，热效率约高出10百分点，柴油是一种节能型燃料。柴油机在使用过程中也可能发生爆震，为了防止爆震，要求柴油有合适的十六烷值。低速柴油机燃料滞燃期长，有充分的燃烧时间，允许使用十六烷值较低的柴油，如400～800 r/min的低速柴油机可使用十六烷值为30～50的柴油，1 500 r/min以上的高速柴油机要使用十六烷值为50～60的柴油。车用柴油机属于高速柴油机，我国国Ⅴ、国Ⅵ车用柴油都规定十六烷值不小于51。

柴油车和汽油车相比有油耗和碳排放低的突出优势，但也有NOx、颗粒污染物排放高的明显劣势，高效高清洁柴油要把减少颗粒物及NOx排放放在首要位置。研究认为，柴油车使用高十六烷值柴油可以减少PM，NOx，HC，CO的排放，柴油中总芳烃和多环芳烃含量是NOx、PM排放的主要影响因素。世界燃油宪章委员会2019年5月发布的世界燃料章程中收集的关于柴油中总芳烃对NOx排放量和多环芳烃对PM排放量影响的试验结果分别如图9和图10所示[9]。图9表明当柴油中芳烃质量分数从30%降低到10%时，轻、重负荷车NOx排放量均明显降低；图10表明当柴油中多环芳烃质量分数从9%降低到1%时，轻、重负荷车PM排放量均显著降低。

图9 柴油中芳烃质量分数从30%降低到10%时NOx排放量的变化

图10 柴油中多环芳烃质量分数从9%降低到1%时PM排放量的变化

该委员会建议在温室气体和污染物排放有严格控制的市场，柴油的主要质量指标采用如表5所示的限值[9]。

表5 世界燃油宪章委员会建议的柴油主要质量指标

石科院开展了柴油中多环芳烃含量对柴油车PM，THC，CO，NOx排放量影响的研究，结果如图11和图12所示。图11表明柴油中多环芳烃质量分数降低时，PM排放量与PN显著降低；图12表明控制柴油中多环芳烃含量对减少THC与NOx的排放量有利。柴油中的多环芳烃含量与柴油的馏程和密度高度相关，降低50%，90%，95%馏出温度，控制柴油的馏程、终馏点和密度都需要减少柴油中芳烃及多环芳烃含量。

图11 基于潍柴WP12重型柴油机的不同油品PM及PN排放试验结果■—WHTC冷态; ●—WHTC热态; ▲—WHTC计算值; 注：WC-1，WC-2，WC-3，WC-4，WC-5，WC-6分别是多环芳烃质量分数为7.7%，5.2%，4.3%，3.6%，2.8%，1.8%的柴油；WC-7和WC-8是从市场上购买的柴油。WHSC指全球统一稳态测试循环，WHTC指全球统一瞬态测试循环。图12同

图12 基于潍柴WP12重型柴油机的不同油品THC，CO，NOx排放试验结果

2015年我国柴油消费量达到174 Mt的峰值后，连续5年下降，2021年消费量比受新冠疫情严重影响的2020年有所增长，也仅为141.7 Mt。柴油消费量的下降允许减少甚至取消在柴油中加入高芳烃含量的改质催化裂化柴油等二次加工柴油，也减少了生产高效高清洁柴油的技术难度。

根据上述研究结果，结合生产优质柴油的有利条件，提出高效高清洁柴油主要质量指标在国Ⅵ柴油标准的基础上做如下提升。十六烷值由不小于51修改为不小于55，密度(20 ℃)由810～845 kg/m3修改为810～840 kg/m3，增加总芳烃质量分数不大于15%，多环芳烃质量分数由7%修改为不大于3%，50%回收温度修改为不大于290 ℃，90%回收温度由不大于355 ℃修改为不大于330 ℃，95%回收温度由不大于365 ℃修改为不大于340 ℃，增加终馏点为不大于350 ℃。

6 制定和实施构想的高效高清洁汽柴油标准的对策

6.1 开展高效高清洁汽柴油标准研究

一是开展制定标准的基础研究，包括汽柴油中典型组分燃烧反应路径、燃烧动力学、燃烧中污染物产生机理，汽柴油组分分子结构、燃烧特征和内燃机新技术的匹配性，燃烧过程汽柴油组成与污染物排放的控制机制与应对策略等研究。

二是进行制定标准的试验研究：包括汽油中乙醇和ETBE不同比例混合添加对汽油RON、馏程、蒸气压的相关性研究及发动机系统材料相容性研究；汽柴油主要质量指标与发动机/整车污染物排放及碳排放试验；高效高清洁汽柴油中清净剂类型和添加量与发动机/整车污染物、碳排放试验；高效高清洁汽柴油配套的润滑油基础油与配方研究。

6.2 高效高清洁汽柴油生产技术研究

长期以来，我国炼油企业生产的汽油以催化裂化汽油为主要调合组分。针对催化裂化汽油烯烃含量高，不能满足汽油标准持续升级、烯烃含量限值不断降低的要求，开发了多种催化裂化汽油降烯烃技术。催化裂化汽油降烯烃后造成辛烷值损失，基本上通过强化催化裂化反应过程中芳构化反应提高芳烃含量来实现辛烷值不降低甚至有所提高，也有通过催化裂化装置副产的液化气芳构化来增加高辛烷值调合组分，还有通过催化裂化柴油加氢后作为催化裂化原料让其转化成汽油组分。高清洁汽油要求限制汽油的C9以上芳烃体积分数小于1.5%，上述技术很难支持，必须在改变汽油调合组分的结构，降低催化裂化汽油占比，提高其他高辛烷值组分调合比例上下功夫。一是增加汽油池中包括烷基化油和异构化油的高辛烷值异构烃组分，二是增加苯和C9以上芳烃含量很低的催化重整生成油，三是充分利用汽油中氧质量分数由2.7%提高到3.7%后氧含量的增加空间推广E10生物基乙醇汽油或生物基乙醇合成的ETBE，争取这3种高辛烷值调合组分在汽油池中的占比达到甚至超过45%，将催化裂化汽油的占比降低到55%以下。

生产高效高清洁汽油要从改变汽油池调合组分结构的总体思路出发，高效高清洁汽油生产技术研究与开发有如下重点课题：开发高液化气收率的新型催化裂化催化剂和新结构反应器技术，优化工艺条件，力争将催化裂化装置的液化气收率提高到25%左右甚至更高的水平，为建设碳四烷基化装置提供更多的原料；合理控制催化裂化汽油中烯烃含量和提高异构烷烃含量的选择性催化裂化技术，催化裂化汽油中烯烃异构加氢技术；适用不同碳四烷基化工艺的原料质量指标及控制技术，能耗低、废酸生成少、产品RON高的硫酸法碳四烷基化微界面反应强化技术；能耗低、固渣生成少、产品RON高的离子液体碳四烷基化微界面反应强化及固渣循环利用技术；全馏分石脑油临氢异构化技术，基于新催化剂的低能耗碳五/碳六轻石脑油异构化技术；基于糖平台的农林废弃物生产生物乙醇技术，农林废弃物气化-合成气厌氧发酵生产生物乙醇技术，废弃高分子材料气化-合成气厌氧发酵生产绿色乙醇技术；基于新催化剂的高清洁汽油型催化重整技术。

进入21世纪以来，我国炼油行业为了适应市场柴油质量标准持续提升的要求，持续进行柴油加氢精制技术开发，并得到大规模推广应用。但柴油加氢精制装置的原料基本都是掺炼30%以下催化裂化柴油和焦化柴油的直馏柴油。从国Ⅳ标准开始对柴油中多环芳烃含量提出限值，规定质量分数不大于11%，国Ⅵ标准进一步加严到不大于7%。在标准的导向下，我国的柴油加氢催化剂和工艺技术开发持续取得突破，有力支持了柴油质量升级。从2016年起，我国柴油消费量开始逐年递减，面向未来还将继续缓慢下降，从市场看，劣质的二次加工柴油可以从柴油加氢精制装置中逐步退出；从碳减排看，在进料中减少二次加工劣质柴油能减少氢气消耗，有明显的减碳效果；从质量升级看，进料中减少二次加工的催化裂化柴油能显著减小质量升级的难度，但二次加工的劣质柴油必须开发新的用途。因此，生产总芳烃质量分数不大于15%、多环芳烃质量分数不大于3%的高效高清洁柴油要从优化柴油加氢精制原料和开发更高效的芳烃饱和催化剂及工艺入手，要研究开发的主要技术有：高芳烃含量柴油吸附分离或萃取分离抽出芳烃技术，柴油加氢生产低芳烃超低多环芳烃柴油的新型催化剂及工艺技术；蜡油加氢裂化直接生产低芳烃超低多环芳烃柴油技术；微界面传质强化在低芳烃超低多环芳烃柴油生产装置中的应用技术；二次加工劣质柴油生产对二甲苯等化工原料技术。

6.3 高效高清洁汽柴油标准的推进策略

一是团体标准引领。一步到位直接制定并实施高效高清洁汽柴油国家标准，让全国所有炼油企业都同时执行有很大难度。可考虑成立炼油企业和汽车生产企业作为主要成员的高效高清洁汽柴油创新联盟，研究制定高效高清洁汽柴油团体标准和配套的机动车排放标准；参加创新联盟的炼油企业执行高效高清洁汽柴油标准，参加创新联盟的汽车企业执行配套的低碳污染物近零排放机动车排放标准。按制定和实施国Ⅵ汽柴油标准的做法分两步走，研究制定本文建议的高效高清洁汽柴油标准时，先制定并实施指标高于国ⅥB、低于本文建议的过渡性汽柴油标准，在过渡性标准实施3～4年后，正式实施髙效髙清洁汽柴怞标准也是一种可选择的方案。根据国家推进标准化制度改革的精神，笔者倾向于团体标准引领的推进策略。

二是根据团体标准实施情况制定国家标准。总结团体标准执行中的经验和存在的问题，适时制定我国高效高清洁汽柴油国家标准和低碳污染物超低排放的机动车排放标准。

三是发挥国家政策推动作用。国家有关部门明确高效高清洁团体标准汽柴油允许优质优价。执行高效高清洁团体标准后机动车减少的碳排放，经过专业机构核算后允许进行碳交易。

7 结束语

(1)实现碳达峰和碳中和的战略目标，以电动汽车为代表的新能源汽车将加快发展，但电动汽车和氢燃料电池汽车在未来的发展过程中存在诸多挑战，汽车减碳要从实际出发，有序推进，油电混合动力汽车是汽车减碳过程中的合理选择，在可以预期的较长时间内，汽车动力是电、氢、油共存的格局。炼油企业要努力生产高效高清洁汽柴油，支持车用内燃机实现碳减排和污染物近零排放。

(2)根据国际国内有关油品质量对污染物和碳排放影响的研究结果和汽车行业对未来汽柴油品质的诉求，提出我国高效高清洁汽柴油的主要质量指标建议：①汽油RON为95～98，在附录中增设RON大于101的汽油牌号，汽油中芳烃体积分数不大于30%，C8以上芳烃体积分数不大于1.5%，烯烃体积分数不大于10%，氧质量分数不大于3.7%，T50不大于100 ℃，T70不大于140 ℃，终馏点不大于190 ℃；②柴油十六烷值不小于55，密度(20 ℃)为810～840 kg/m3，总芳烃质量分数不大于15%，多环芳烃质量分数不大于3%，T50，T90，T95分别不大于290，330，340 ℃，终馏点不大于350 ℃。

(3)要抓紧开展高效高清洁汽柴油标准研究和实现汽柴油高效高清洁的生产技术研究，鉴于在全国同步实现高效高清洁汽柴油标准的困难，建议成立顶级油品创新联盟，将高效高清洁汽柴油标准作为创新联盟的团体标准，在加入联盟的炼油企业中率先执行，在具备条件时转化成国家标准。