第一情报 ---能源与环境

生物柴油——竞争力与市场空间上涨情况分析

供稿人:王静波  供稿时间:2005-8-19   关键字:生物柴油  含硫量  脱硫  汽车柴油化  汽车排放标准    
 
二、生物柴油的竞争力不断提高
 
相比于汽油动力车,柴油车的经济性不容置疑,比同档次的混合动力车便宜不少,比同档次的汽油车省油不少,排放时温室效应也低了不少。在欧洲,柴油车以其高效节能而大行其道,在许多国家甚至占了“半壁江山”。
 
1998年6月4日,为了改善汽车的运行性能和降低汽车尾气中害物质的排放量,美国、欧洲和日本汽车工业协会提出了汽车燃料质量国际统一标准即"世界燃油规范"Ⅲ类标准。柴油"世界燃油规范"Ⅱ类、Ⅲ类标准(见表2、表3)。从表中可以看出,Ⅱ类标准在目前基础上,提出了芳烃含量的限制,对硫含量、十六烷值等提出了更高的标准,Ⅲ类标准则在各项指标上比Ⅱ类标准都有更严格的规定。
表格 2   柴油"世界燃油规范"Ⅱ类标准
指标
质量指标
十六烷值
≥53
硫含量(质量分数),%
≤0.03
总芳烃含量(质量分数),%
≤25
多环芳烃含量(体积分数),%
≤5
95%馏车温度/℃
≤355
表格 3  柴油"世界燃油规范"Ⅲ类标准
指标
质量指标
十六烷值
≥55
硫含量(质量分数),%
≤0.003
总芳烃含量(质量分数),%
≤15
多环芳烃含量(体积分数),%
≤2
95%馏车温度/℃
≤340
数据来源:韩德奇等《生物柴油的现状与发展前景》
 
 
为了达到以上柴油燃放标准,传统工艺上,炼油企业需要采取以下三种措施:一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂,以脱除难以加氢脱硫的4,6-二甲基苯并噻吩等芳香基硫化合物;二是要有抗硫的贵金属芳烃饱和催化剂,能使芳烃加氢饱和在较低压力下进行,以节省投资;三是要有提高十六烷值的工艺。这些措施在技术实施方面代价较高——
 
从世界范围来看,目前世界上含硫原油(含硫量0.5%~2.0%)和高硫原油(含硫量在2.0%以上)的产量已占世界原油总产量的75%以上,其中含硫量在1%以上的原油占世界原油总产量的55%以上,含硫量在2%以上的原油也占30%以上。
 
目前全球炼油厂加工的原油平均相对密度是0.851 4,平均含硫量是0.9%;2000年以后,平均相对密将上升到0.8633,含硫量将上升到1.6%。炼油厂要在现有基础上,使柴油含硫量低、有良好的安定性及润滑性、较高的十六烷值和清净性,必须在装置调整上投入大量资金,并由此带来油品生产成本的提高,在这方面,各发达国家的炼厂均投入了重金。
 
从美国的情况看,美国从20世纪90年代初启动油品清洁化,已累计投入了300多亿美元。由此造成的油品成本提高使目前美国炼厂吨毛利仅在每桶1美元左右,维持微利状态,有的企业甚至亏损;从欧洲的情况来说,欧洲炼油厂要达到2000年欧盟燃油规格,估计需要投资200亿~300亿美元。欧洲石油工业协会估计的投资更高,该组织认为要达到2000年和2005年的柴油规格,需要投资440亿~500亿美元。
 
而从前文分析的生物柴油的含硫量比石化柴油低的多,其硫含量的质量分数仅为普通柴油的千分之五,因此省却了脱硫工艺。生物柴油的含硫量以其优异的环保性能可很容易达到"世界燃油规范"的柴油Ⅱ、Ⅲ类标准要求。
 
对于汽车排放标准而言,生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准,甚至满足更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。
 
表格 4  汽车排放欧洲标准
法规名称
车型
CO(g/km)
HC
(g/km)
NOx(g/km)
HC+NOx(g/km)
PM(g/km)
实施日期
欧洲I号
汽油车和柴油车(形式认证/一致性认证)
2.72/3.16
 
 
0.97/1.13
0.14/0.18
形式认证1992.7.1一致性认证1992.12.31
欧洲II号
汽油车
2.2
 
 
0.5
 
形式认证1996.1.1
非直喷柴油车
1.0
 
 
0.7
0.08
一致性认证1997.1.1
直喷柴油车
1.0
 
 
0.9
0.10
 
欧洲III号
汽油车
2.3
0.2
0.15
 
 
形式认证2000.1.1
柴油车
0.64
 
0.5
0.56
0.05
一致性认证2001.1.1
欧洲IV号
汽油车
1.0
0.1
0.08
 
0.025
形式认证2005.1.1
柴油车
0.5
 
0.25
0.3
 
一致性认证2006.1.1

三、柴油汽车的盛行带动生物柴油的市场空间增加

汽油价格的一再攀升和现代柴油机的不断完善正促使汽车车型柴油化的趋势加快。
 
在欧洲,1999年新购柴油轿车比例约为30%,法国甚至达到48%。2000年,欧洲市场上柴油轿车的销售量达到440万辆,比1995年翻了一倍。现在经济型轿车主要生产厂商如大众、雷诺、欧宝和福特的顾客中,几乎有一半需要柴油车。目前,在欧洲轿车市场上,新型柴油轿车购买率达30%,专家预言:到2006年,欧洲每2辆新车中就有1辆是柴油车。在美国市场上,商用车(即我国所称的卡车、客车)的90%为柴油车;在日本,将近10%的轿车是柴油轿车,38%的商用车为柴油车。而美国、日本及欧洲的重型汽车全部使用柴油机为动力。
 
在我国,重型卡车已经没有汽油车了,轻型卡车基本上已经实现了柴油化,轻型客车中柴油机的比例正在日益提高,轿车企业已经开始生产柴油轿车,轿车方面,继2003年推出柴油款捷达、2004年推出柴油款宝来之后,柴油款奥迪A6也已上市销售,一汽-大众公司还在2004年年底再推出柴油款高尔夫,2004年柴油款宝来和柴油款捷达分别实现了2500辆和8000辆的销售目标;上海大众也通过将柴油款Polo和帕萨特上市计划,最终实现大众公司在中国的轿车品牌绝大部分拥有各自的柴油车版本。
 
汽车车型柴油化趋势的加快主要是由于现代柴油机采用了电控发动机控制系统、高压燃油直喷式燃烧系统,以及废气排放控制装置,已完全克服了传统柴油机的缺点,柴油共轨技术、涡轮增压技术的使用,已能解决好噪音问题;现代柴油机也已改变了冒黑烟的情况,排放的尾气中颗粒物含量大大降低;能够满足现行的国际排放标准,通过共轨技术和涡轮增压技术,柴油车的加速性也已大大提高;而这些装置和技术要求柴油含硫量低,有良好的安定性及润滑性,较高的十六烷值和清净性等。随着现代柴油机使用生物柴油燃料技术的成熟,目前在世界范围内出现的这种汽车车型柴油化趋势会进一步加快。据专家预测,在2010年以前,是柴油需求年均增长3.3%,到2010年,世界柴油的需求量将从目前的38%增加到45%。而世界范围内柴油的供应量严重不足,给生物柴油留下广阔的发展空间。
 
随着生物柴油生产工艺的改进,使用生物柴油的发动机即可使用普通柴油的发动机(对有些机型仅需换密封圈和滤芯),无需作任何改动,生物柴油可与普通柴油在油箱中以任何比例相混,并对驾驶动无任何影响,驾驶者根本无法区分两者的驾驶动力差别。加之柴油替代燃料所用原料随着规模种植价格日趋低廉,使柴油替代燃料的生产成本逐步下降,与常规柴油的价格正在缩小,如美国生物柴油的价格已从每升1.06美元降到0.33~0.59美元,这个价格与普通柴油的价格差不多。
 
 
生物柴油是优质的石油柴油代用品,它可以作为汽车一种替代燃料,直接用于汽车动力上。生物柴油最大的优点是环境污染低,它燃烧后无二氧化硫、颗粒物质排放,一氧化碳、二氧化碳排放仅为石油柴油的10%~20%。目前欧美主要以生物柴油和矿物柴油混合的形式供商业应用。
2004年10月,在第六届上海必比登汽车挑战赛中,奥迪A8、3.0TDI、奥迪A2.1 TDI、大众Lupo、标致Rc.cup和毕加索轿车上,都采用的是生物柴油和生物柴油混合燃料的。2004年11月,在德国沃尔夫斯堡召开首届合成生物燃料国际会议,提出2010年起,生物燃料将有效地成为传统燃料替代品,德国大众,戴·克、宝马都投放使用生物柴油的汽车。
 
http://www.spc.com.cn/spcspc/Chinese/tep/2002/200204/sc-01.HTM
http://auto.china.com/zh_cn/news2/10003230/20040716/11786041.html
http://auto.china.com/zh_cn/news2/10003230/20040716/11786041_1.html
http://www.carcn.net/2005/3-26/200532672016.html
http://auto.china.com/zh_cn/news2/10003230/20040716/11786041.html
http://auto.china.com/zh_cn/news2/10003230/20040716/11786041_1.html
http://www.carcn.net/2005/3-26/200532672016.html
http://energy.icxo.com/htmlnews/2004/01/07/61413.htm
http://www.ced.com.cn/auto/20010417/cjtx/cjtx1174.htm
 

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