试论我国消费柴汽比的优化调整

瞿国华

(上海石油学会，上海 200020)

改革开放40年来，我国的炼油工业取得了巨大进步，1995年我国炼油产能为200 Mt/a，2015年已经达到710 Mt/a，20年内炼油产能增加了约2.6倍，有预计认为到2020年中国炼油产能将达到880 Mt/a。目前中国炼油工业产能仅次于美国，列世界第二位。对于汽柴油质量的升级换代，我国仅用了10年左右的时间就走完了国外20～30年才能达到的水平，2019年起全国汽柴油将实施国Ⅵ标准。文章主要针对我国消费柴汽比优化调整的相关技术经济问题进行阐述和讨论。

1 我国消费柴汽比和柴油消费市场产生了重大变化

随着人民生活水平的提高，我国家用汽车保有量保持高速增长(其中绝大部分是汽油车，民用柴油轿车/面包车占比例极少)，2017年全国民用汽车保有量2.17亿辆，比上年末增长11.8%，其中民用轿车保有量1.22亿辆，增长12.0%，民用轿车中私人轿车1.14亿辆，增长12.5%。2020年前我国汽车保有量将快速增长，2020年预计将达到2.56亿辆，2030年达到2.99亿辆。因此汽油消费量在未来10年内继续呈现稳定增长态势，同时由于过去采用的柴油发电等粗放式消费得到控制，公路运输量没有太大增长，柴油消费增速低于汽油消费增速将成为今后的常态。汽油消费的增长和柴油消费保持零增长或者负增长导致出现了目前消费柴汽比不断下降的现象。国内成品油消费柴汽比2000年后基本在(2.1～2.2)∶1之间变化，2005年达到2.31∶1的高点,2012年回落至1.97∶1,2013年上半年又回落至1.93∶1的新低点。消费柴汽比下降意味着油品市场出现柴油供应过剩的局面。

表1是2010—2030年我国主要石油产品需求及预测情况。2014年汽油消费达到110 Mt，预测到2025年前，年均增长5.50 Mt左右，2025年将达到170 Mt的峰值。柴油消费在2014年达到176 Mt的峰值后出现了零增长或负增长，2025年柴油消费量将减少到168 Mt，小于当年汽油消费量，也就是可能会出现消费柴汽比小于1的局面。

分析目前消费柴汽比下降的事实，有观点认为是社会的发展阶段决定了一个国家消费柴汽比变化的趋势，也就是说一个国家进入工业化后期其消费柴汽比将进入长期下降的趋势。同时我国是一个发展中国家，提高国家的能源效率应该是一项基本国策，和汽油相比，柴油的能源效率更高，目前我国柴油消费下降的现实情况表明这方面应该还是存在一定的发展余地。

表1 2010—2030年我国主要石油产品需求及预测情况 Mt

为了缓解当前炼油产能过剩和消费柴汽比降低的矛盾，国家采取大幅提升成品油出口量(柴油出口量大于汽油出口量)的解决方法。2004年，中国石油天然气集团有限公司(以下简称中国石油)首先增加石油出口，通过外贸来消化过剩的柴油资源。2013年我国成品油(包括汽油、煤油、柴油)出口量为10.00 Mt；2015年我国成品油出口量为25.42 Mt，同比增长30.4%；2017年中国净出口成品油约为35.81 Mt，其中汽油净出口10.38 Mt，增长9.4%，柴油净出口16.19 Mt，增长11.8%；2020年成品油出口量预计达到50.00 Mt。中西部一些出口条件差的炼厂甚至把轻柴油作为乙烯裂解原料使用，从资源利用角度分析裂解原料重质化是不合理的。因此要从根本上达到调整和优化消费柴汽比的目的，其解决方案就是要扩大清洁柴油的用途，进而适当压缩汽油的消费量和原油加工量。目前我国石油“大进大出”的格局造成炼油行业“两头在外”的局面，不仅给我国石油供应安全带来压力，在某种程度上也把加工能耗、环境污染等问题留在了国内，此类涉及到炼油产能规模和适合国情的消费柴汽比调整和优化等能源结构宏观方面的问题，值得有关方面重视并加以研究改善。

2 我国汽柴油质量的提升和清洁柴油的生产

汽柴油质量的提升和清洁柴油的生产为今后国产柴油的扩大应用奠定了基础。2015年国家发展改革委员会发布了加快我国成品油质量升级的工作方案，加快了汽柴油质量标准的升级步伐。2017年初，国家环保部等4部门和北京、天津、河北等6省市发布《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》，要求“2+26”城市于2017年9月底前全部供应符合国Ⅵ标准的车用汽柴油，率先完成城市车用柴油和普通柴油并轨，禁止销售普通柴油。也就是说，国Ⅵ标准油品将突破过去国家标准在全国统一实施的惯例，提前到2017年10月1日起在我国大气污染最严重的地区(也称为“大气污染传输通道”)实施。据了解，中国石油化工集团有限公司(以下简称中国石化)及中国石油下属炼厂已成功地向上述城市提供合格产品，实际上这是一个推广国Ⅵ标准汽柴油的预演。

表2是中国车用柴油国家标准近年来发展情况，表3是欧美车用柴油标准主要指标的变化情况[1]。

表2 中国车用柴油国家标准的发展历程

表3 欧美车用柴油标准主要指标的变化情况

注：①、②分别为馏出体积分数为50%和90%的馏出温度(℃)。

由表2～3可知：我国标准中规定了最新的国Ⅵ阶段车用柴油(GB 19147—2016)的主要指标如密度、硫含量和多环芳烃含量等都已经达到了欧洲现阶段车用柴油的质量要求，个别技术指标如多环芳烃含量的要求上已经略优于现行的欧盟标准(EN 590/2013)。

我国油品质量升级换代速度近年来越来越快，一个主要原因是我国炼油工业不断开发出许多成熟有效的成套炼油核心技术，从而带动了整个国产油品质量的快速提升[2]。实际上，在近几年我国一些大型炼油厂汽柴油产品出厂质量水平早已经达到比国Ⅴ标准还要优秀的水平，生产国Ⅵ标准汽柴油已经是迟早的事。如某些炼厂柴油硫质量分数为3.8～5.11 mg/kg,已小于标准规定的10 mg/kg；柴油多环芳烃质量分数为1.6%～2.6%,已小于国Ⅵ标准规定不超过7%的指标。这两个指标对改善柴油机尾气细微颗粒物(PM)排放有重要意义，也为今后民用柴油轿车的开发奠定了环保基础。

国家已明确新一代国Ⅵ清洁油品标准2019年年初将在全国范围内执行，中国石化、中国石油等大石油公司以及不少省份已提前于2018年下半年开始执行国Ⅵ汽柴油标准，试用情况良好。根据2017年10月1日起京、津等6省市提前执行国Ⅵ标准后的相关报道，国Ⅵ清洁油品具有“清洁环保、动力强劲、积炭更少、使用安全”等特点。使用国Ⅵ标准成品油后，汽油车尾气颗粒物排放量平均可降低10%，氮氧化物和有机废气排放量可下降8%～12%；柴油车氮氧化物可降低4.6%，颗粒物下降9.1%。对于消费者关心的价格问题，各大石油公司明确表示国Ⅵ油品“升级不涨价”，受到广大消费者的欢迎。

3 优化调整柴汽比的方案

3.1 柴油轿车比汽油轿车更节能

进入21世纪以来，我国政府部门及相应研发机构十分重视加快发展先进柴油轿车、实现民用轿车柴油机化这一课题。如2005年9月，中国资源综合利用协会资源节约与代用专业委员会在京召开《中国柴油轿车发展建议书》发布会,提出现阶段中国应适度发展现代柴油轿车,以缓解能源短缺的压力。国家发展改革委员会能源局和地区经济司、国务院发展研究中心、国家环保总局等有关部门均出席了该发布会[3]。但该工作一直没有取得实质性进展，西欧等国一半左右的轿车使用节油效率高的柴油，但国内该比例不到1%。从油品角度分析主要有两个原因：一是过去国产柴油质量太差，二是市场供应紧张。但是目前情况有了根本性变化，我国炼油工业目前达到的水平，无论是国产清洁柴油质量还是车用柴油供应这两个方面都已经为实现民用轿车柴油机化打下了良好的基础。根据这种情况，尤其是目前我国国民经济下行压力较大的现实条件下，采用上述解决方案无论在节能环保还是经济效益方面都可以为国家创造巨大的产出，这也是欧洲各国大量使用清洁柴油轿车的一个主要原因。

从宏观方面分析，柴油机的燃烧热效率达到40%以上，远大于汽油机30%燃烧热效率，也就是说如果发动机输出等量的机械能，汽油发动机燃料的消耗量约是柴油发动机燃料消耗量的1.3倍。2015年全国汽油消费需求为112 Mt，如有10%改为柴油，则全年可节约汽油3.36 Mt；如按30%比例改为柴油，则可节约汽油10.08 Mt，可见其存在巨大节油和节能潜力。具体到消费者而言，与汽油车相比，柴油发动机有高达30%的省油功效，再加上汽油和柴油有相当的价差，使得柴油在商业用车上作为燃料可产生更多的经济效益。当然，不可能全部用柴油轿车来替换汽油车，对比欧洲，我国近期能达到10%～30%比例就可有很大的作用了。

3.2 案例分析

在“十一五”国家高技术研究发展计划(863计划)“先进柴油轿车运行试验与技术考核”的支持下，2010年我国在上海、宁波、杭州、芜湖等城市曾经进行过推广使用柴油出租车示范工程的研究，效果很好。当时约投放了1 230辆柴油轿车，主要以出租车形式运营，开展了即国Ⅱ/国Ⅳ柴油、合成燃料(G10)和可再生燃料(B10)的1×105km运行试验，进一步探索了当时的国内车用柴油对不同品牌柴油轿车的适应性等问题，包括先进柴油轿车使用时的环保性评价和轿车动力性、城市使用平均每100 km燃料消耗量、排放稳定性、安全性、系统可靠性和驾驶性能综合评价等。

试验样车用了3种柴油出租车，发动机排量均为2.0。有关燃油经济性分析结果是：桑塔纳出租车每100 km汽油耗为10.09 L，使用柴油出租车后，每100 km油耗均有较大幅度下降，其中车型-C(P)、车型-A(J)和车型-B(D)平均油耗分别为7.17，6.33，7.60 L，油耗降低率分别为29%，37%，25%。

以上海市出租车为例，按每天行驶450 km计算，与汽油出租车相比，每辆柴油出租车每年大约可以节省燃油3.97 t。按照当时上海柴油价格7.33元/L，汽油油价7.39/L计算，单车每年可节省开支3.46万元。2016年上海市共有出租车5.8万辆，如按照其中10%，20%，50%比例采用柴油轿车计算，每年节省的燃油分别为23.1，46.0，115.3 kt，全年可节省开支分别为2.01亿，4.02亿，10.05亿元，经济效益显著。近来，一汽大众在包括新型TDI柴油轿车在内的节能环保车型方面做了不少工作，值得关注。

上述3种柴油出租车减排效果均可分别满足当时的国Ⅲ和国Ⅳ排放标准。

4 结语

随着中国社会经济的转型升级，柴油消费量的增长受到很大的限制，消费柴汽比不断下降，虽然采用了扩大柴油出口量等解决手段，但效果仍有限。柴油机燃烧热效率远大于汽油机的燃烧热效率，柴油轿车比汽油轿车更节能，因此扩大车用柴油用途，重视民用清洁柴油轿车开发，是符合我国国情的优化调整消费柴汽比的一个主要解决方案。

致谢：在编写本文时上海同济大学汽车学院谭丕强教授、方亮老师给予了大量的指导和帮助，谨致以衷心感谢！