车用柴油深圳技术规范编制说明06.docx

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车用柴油深圳技术规范编制说明06

车用柴油深圳经济特区

技术规范编制说明

二〇〇九年六月

车用柴油深圳经济特区技术规范编制说明

一、任务来源和起草单位

2009年2月23日，深圳市《政府工作报告》中明确提出“争取在2009年全市机动车和车用燃油全面实施国Ⅳ标准”。

2009年3月10日，市政府发布文件《2009年深圳市实施治污保洁工程主要目标及任务分解方案》（深府办[2009]35号），文件要求“市质监局上半年制定我市国IV油地方标准”。

2009年4月3日，深圳市质量技术监督局（以下简称市质监局）下发文件《关于印发〈深圳市质量技术监督局2009年实施治污保洁工程主要目标及任务分解方案〉的通知》（深质监[2009]79号），提出6月底前完成我市国IV油特区技术规范的制定，并向深圳市计量质量检测研究院（以下简称市质检院）下达了标准编制任务。

车用柴油由深圳市计量质量检测研究院负责起草，中国石油化工股份有限公司深圳石油分公司、中国石油天然气股份有限公司华南销售分公司和中海油销售深圳有限公司参与起草。

二、目的和意义

（一）柴油车保有量将快速增长

1、我市机动车保有量快速增长，柴油车越来越受人关注

近年来，随着我市经济发展和人民生活水平提高，我市机动车保有量不断快速增长。

2004年后，我市每年的机动车数量都保持着近20%的增长速度。

到2007年，我市机动车保有量已经突破100万辆，仅次于北京，居当时全国第二[1]。

2008年，据市交警局通报数据显示，全年新增注册的机动车有17.1万量，深圳牌号的机动车保有量增长到128.7万辆，加上目前在市内行驶的数万辆外地号牌车辆，我市机动车保有量已实际突破130万辆[2]。

如此快速的增长，预计到2020年我市机动车保有量将达到200万辆[3]。

这些机动车中除了我们熟知的大货车、大客车、小货车是柴油车外，还有部分轿车也是柴油车。

在很长一段时间，人们习惯把柴油车和冒黑烟、臭味、笨重和噪音等联系在一起。

实际上，现代化的柴油车尤其是柴油轿车使用了电子控制燃油喷射技术、增压及增压中冷技术、废气再循环技术等大量的先进技术，在加强柴油车省油、动力强劲等优势的同时，大幅改善了尾气排放标准，并大大降低了噪音和震动。

随着能源问题日益突出，当成品油价格一路上涨，不但汽车生产商承受着巨大的压力，有车族和准备购车的消费者也开始面临艰难的选择。

在这种情况下，在国内一度遭受“冷遇”的柴油车由于节能环保、动力性能好等优点，逐渐得到越来越多人的关注[4]。

2、柴油车在欧、美、日保有量快速增长

在汽车工业十分发达的欧洲国家，柴油轿车已经被广泛认同和接受。

上世纪90年代初，轿车中大约有20%为柴油车；1998年至2002年，柴油轿车在欧洲的销售所占份额以平均每年近4％的速度增长，从24.8%跃升至40.3%；2004年柴油轿车在新车销售中的比例已超过45%。

欧洲部分国家的柴油轿车销售量更是超过了汽油车。

预计到2012年，欧洲柴油车比例将上升至53%。

在美国，2000年新注册的柴油轿车为30.1万辆，而到2004年这一数字增加到了47万，增长势头迅猛。

日本也有将近10%的轿车是柴油轿车[3]。

3、我国政府大力支持发展柴油车

我国有关部门在近几年出台的汽车相关政策中也都明确提出要发展柴油车。

2003年，国家环保总局发布的《柴油车排放污染防治技术政策》中明确提出，“国家通过优惠的税收等经济政策，鼓励提前达到国家排放标准的柴油车和车用柴油发动机产品的生产和使用”。

实际上，税收优惠也是欧洲国家重要的调节手段之一。

2004年，国家发改委颁布《汽车产业发展政策》，提出要“重点发展混合动力汽车技术和轿车柴油发动机技术”；2005年，国家发改委与科技部共同组织起草的《中国节能技术政策大纲》征求意见稿，再次提出“要鼓励发展节能型轿车和柴油车”。

2006年正式颁布实施《中国应对气候变化国家方案》中，国务院明确表示，要加快发展柴油轿车。

（二）环境保护的需求

加入WTO后，国内外各汽车制造商的先进汽车已大量在我国上市。

今年以来上市的许多新车排放水平都达到了欧Ⅳ水平。

对于达到欧Ⅳ排放的车辆，其发动机也要求使用能满足相应质量要求的燃油。

但是，目前我国除北京推行国Ⅳ燃油以外，其他城市目前推行的是国Ⅲ燃油，有的甚至是国Ⅱ燃油。

没有配套的相应质量等级的燃油供应，再先进的发动机技术也不能改善改善发动机排放水平。

深圳市要推行国Ⅳ排放，必须要有配套的国Ⅳ标准燃油供应。

（三）深圳市空气质量形势严峻

我市近年高度重视空气污染治理，不断推行各种改善大气质量的举措，如推广深国Ⅲ车用燃油以及在加油站进行油气回收等工作，取得了一定的成效。

据市环境保护局近日刚发布的《2008年环境状况公报》[5]，2008年全年二氧化硫年日平均浓度为0.016毫克/立方米，比上年下降0.007毫克/立方米；二氧化氮年日平均浓度为0.047毫克／立方米，比上年下降0.007毫克/立方米。

但是，随着社会经济发展和机动车保有量持续大幅攀升，我市空气污染状况仍然面临严峻的形势。

如酸雨频繁、霾日增加、NOx排放、光化学污染等不良状况还未得到有效的根治。

酸雨也由硫酸型向硫酸—硝酸混合型转化[6-7]。

另据市气象局今年发布的《2008年深圳市气候公报》[8]，其中历年霾日统计如图1所示，2008年我市出现霾日154天，与2007年基本持平，比历史第一高值的2004年少33天，但是与2001年相比仍然存在较大差距。

图2[9]中也体现自1993年以后我市霾日就逐渐增多。

可见，要全面提升大气质量，净化城市环境，还需做出相当大的努力。

图1深圳市2001－2008年霾日（根据《2008年深圳市气候公报》作图）

图2深圳市1981－2003年霾日

（四）机动车尾气污染颇为严重

随着机动车保有量的大幅攀升，机动车尾气排放污染已成为我市主要大气污染源之一，给城市空气质量的进一步改善带来了较大的压力。

根据我市环境保护局2003-2008年发布的环境质量状况公报[10-14，5]统计的三项空气污染物情况如表1，可见我市主要的空气污染物是二氧化氮和可吸入颗粒物，这两个指标都与机动车尾气排放有密切关系。

在《2008年环境状况公报》[5]中，空气污染物中二氧化氮和可吸入颗粒物两者所占比例高达81.9%（如图3）。

可吸入颗粒以及部分二氧化氮主要来源于柴油车。

因为，柴油发动机排放物中的HC、CO含量很低，一般只有汽油发动机的几十分之一，其NOx排放量和汽油机大致处于同一数量级，但柴油机的颗粒物（PM）排放量相当高，约为汽油机的30－80倍。

在国IV排放标准限值上，柴油车NOx排放是汽油车的3.13倍，颗粒物（PM）排放量为汽

表1深圳市2003-2008年三项空气污染物状况

年份

首要污染物

二氧化氮

（毫克／立方米）

二氧化硫

（毫克／立方米）

可吸入颗粒物

（毫克／立方米）

2003

二氧化氮和可吸入颗粒

0.057

0.020

0.070

2004

二氧化氮和可吸入颗粒

0.072

0.024

0.076

2005

可吸入颗粒物

0.039

0.021

0.064

2006

二氧化氮

0.053

0.030

0.064

2007

二氧化氮

0.054

0.023

0.064

2008

可吸入颗粒物

0.047

0.016

0.063

图32008年深圳市三项空气污染物负荷系数

油车的10多倍。

车汶蔚[15]等人的研究，也证实我市的可吸入颗粒物主要来源于柴油机动车。

前文所述我市较多霾日也与可吸入颗粒物（PM）有关。

细颗粒是造成灰霾天气的主要原因，这主要是由于机动车保有量迅速增长，导致机动车排放迅速增加，空气中PM2.5这种细颗粒的累积就越来越多，由此造成大气灰霾天气出现比较频繁[16]。

据资料[17]介绍,颗粒物（PM）组分主要由固态碳烟（soot）、可溶性有机物（SolubleOrganieFractions,SOF）、硫酸盐三部分组成。

其排颗粒中的SOF具有诱变作用,90%以上是致癌物质。

除此之外,微粒物还可导致人体患慢性肺病。

由于柴油机排放微粒的粒径较小,统计资料表明90%（重量百分比）以上的微粒粒径小于lµm,微粒悬浮于空气中停留时间可以很长,这样就增加了与人体接触的机会,也增加了微粒在大气中参与其它化学变化的机会。

因此柴油机颗粒排放对人类及大气环境具有不容低估的危害作用。

（五）举办绿色大运会的需求

2011年，第26届世界大学生夏季运动会将在我市举行。

届时，世界各国的大学生运动员、教练及旅游观光者等都会云集深圳。

为给运动员营造一个清洁、舒适的环境，确保运动会顺利举行，并向国际社会展示我市生态友好的城市环境，需加强环境保护，改善城市环境。

为此，深圳市政府提出了“绿色大运”的理念，并特别制定了迎接第26届世界大学生夏季运动会的《行动纲领》[18]，纲领中提出，通过加强环境污染防治、推进生态城市建设等措施，实现城市环境质量和生态状况的显著改善，各项环境指标达到世界卫生组织的要求，满足举办世界大运会的需要。

以治污保洁工程作为改善全市环境质量的平台，有计划组织和安排环境基础设施和污染防治工程项目。

鉴于以上情况，深圳市政府认为有必要制定满足国IV排放要求的车用柴油深圳经济特区技术规范，促进我市车用柴油进行质量升级，以满足柴油机动车达到国IV排放要求，为我市顺利实施国IV排放做好燃油保障。

这将有助于减少汽车尾气排放污染，改善我市城市空气质量，保障第26届世界大运会在我市顺利举行。

三、编制原则及技术依据

（一）编制原则

积极采用国际先进标准，在充分考虑我国车用柴油实际生产水平的基础上，既要突出体现车用柴油深圳经济特区技术规范的“科学性”、“前瞻性”和“适用性”，也要考虑到油源的充足供应问题。

（二）技术依据

1、依据柴油车的排放标准GB18352.3-2005[19]《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、IV阶段）》中对我国第IV阶段发布的有关规定，参考并吸收了欧IV等国外标准对轻型汽车污染物的管理法规、安全性评价原则和技术方案的先进理念，确定本规范的基本概念、评价指标和技术要求。

2、参考了EN590：

2004[20]、DB11/239-2007[21]、DB31/428-2009[22]、GB252-2000[23]、GB19147-2003等相关标准，确定本规范的技术要求与EN590：

2004基本一致的原则。

3、编写规则按照GB/T1.1-2000《标准化工作导则第一部分：

标准的结构和编写规则》[24]及GB/T1.2-2002《标准化工作导则第二部分：

标准中规范性技术要素内容的确定方法》[25]的要求进行。

四、本规范编制过程

本规范的编制经历了以下过程：

（一）基础数据收集和预研准备（2009年3月前）

自2003年深圳市实施“净、畅、宁”工程以来，市质检院就一直在研究燃油质量和机动车尾气排放的关系，密切关注国内外的发展状况。

2007年深圳市推行深国Ⅲ燃油后，市质检院就开始进行国Ⅳ燃油相关资料的搜集整理工作，针对国Ⅳ的燃油质量指标作了相应的技术储备，并进行了部分预研工作，如：

收集美国、欧洲、日本的执行标准；收集北京地方标准；收集上海地方标准；对各标准的指标进行对比分析；对收集的历史数据进行分析归纳总结等。

（二）调研（2009年4月～6月）

自2009年3月10日深府办[2009]35号文件发布以来，市质监局对市质检院提供的技术对比资料进行分析，同时联合市环保局组织了包括质监、环保、检测和企业（中石化）的相关人员赴北京调研，与北京市质监局和中石化北京公司有关负责人进行座谈，对京国Ⅳ燃油标准制定和实施推广工作进行了深入调研。

并于6月到中国石化海南炼油化工有限公司、中海石油炼化有限责任公司惠州炼油分公司、中石化总公司（北京）、中国海洋石油总公司销售分公司（北京）、中石油大连石油化工公司等燃油生产企业进行现场调研，就规范中相关指标的确定和燃油的保障供应问题进行了深入和广泛的调研，确保规范制定后燃油能充足供应。

（三）立项（2009年4月）

车用柴油特区技术规范正式申报立项，并随即成立编制组，进行资料整理、工作分工以及规范起草工作，并召开多次组内讨论会，拟定相应的技术方案；

（四）试验、数据分析和整理（2009年4月～6月）

编制组检索和参阅了世界燃油规范、欧盟柴油标准及北京地标等先进标准，经过反复研讨和进行相应的试验工作，并对关键指标进行了对比和整理，初步确定各项技术指标。

（五）形成规范的征求意见稿

编制组于5月14日召开会议，对《车用柴油》的草案稿进行讨论，并根据会议的意见和试验情况，进行了修改形成了讨论稿。

5月22日再次召开会议对讨论稿进行研讨。

随后编制组根据讨论意见和调研情况对讨论稿进行修改，于2009年6月17日形成征求意见稿，并撰写了技术规范的编制说明。

五、国内外标准现状

（一）国外相关标准

表2美国、日本、欧洲柴油技术要求

项目

日本JISK2204[26]

欧盟EN590

美国ASTMD975[27]

等级

分为6个等级

GradeB

分为3个等级

氧化安定性，总不溶物,g/m3，≤

---

25.00

---

硫含量，%（质量分数），≤

0.001

0.005/0.001

0.0015,0.05,0.5

10%蒸余物残炭，%（质量分数），≤

0.1

0.30

0.35

灰分，%（质量分数），≤

---

0.01

铜片腐蚀（50℃，3h），级，≤

---

水分，mg/kg≤

---

200.00

水分及沉淀物0.05%（V/V）

总不溶物，mg/kg≤

---

24.00

运动粘度，mm2/s

2.7，2.7，2.5，2，1.7

（30℃），

2.00-4.50（40℃）

1.9-4.1（40℃）

凝点，℃，≤

5，-2.5，-7.5，-20，-30

---

不同州有不同要求

冷滤点，℃，≤

---，-1，-5，-12，-19

闪点（闭口）℃≥

50，50，50，45，45

十六烷值≥

---

十六烷指数≥

---

十六烷指数不小于40或芳香烃不大于35%（前2个等级）

50％馏出温度，℃，

---

250℃时流出体积，小于65%

---

90％馏出温度，℃，

360，360，350，330，330

350℃时流出体积，不小于85%

282-339

95％馏出温度，℃，≤

---

360

---

多环芳烃％（质量分数），≤

---

润滑性磨斑直径µm，≤

---

460

520

密度（15℃）kg/m3

860

820-845

---

脂肪酸甲脂（FAME）%（V/V）

---

电导率pS/m

---

添加剂

无要求

允许添加

推荐添加

表3世界燃油规范（2006）[28]柴油指标

项目

1类

2类

3类

4类

十六烷值

≥

48.0

51.0

53.0

55.0

十六烷指数

≥

48.0

51.0

53.0

55.0

密度15℃，kg/m3

820-860

820-850

820-840

粘度40℃,mm2/s

2.0-4.5

2.0-4.0

硫含量,mg/kg

≤

2000

300

金属含量（锌，铜，锰，钙，钠，其他）,g/L

≤

——

总芳烃含量,%（m/m）

≤

——

多环芳烃,%（m/m）

≤

——

5.0

3.0

2.0

T90,℃

≤

——

340

320

T95,℃

≤

370

355

340

终馏点,℃

≤

——

365

350

闪点,℃

≥

残炭,%（m/m）

≤

0.30

0.20

水分,mg/kg

≤

500

200

氧化安定性,g/m3

≤

生物增长量

——

泡沫性,mL

≤

——

100

消泡时间,s

≤

——

脂肪酸甲酯,%（v/v）

≤

乙醇、甲醇含量,%（v/v）

≤

——

酸值,mg（KOH）/g

≤

——

0.08

铜片腐蚀,级

≤

灰分,%（m/m）

≤

0.01

0.001

机械杂质,mg/kg

≤

外观

透明澄清无机械杂质及水分

燃油喷嘴清洁度,空气流量损失,%

≤

——

润滑性（HFRR磨斑直径60℃）,µm

≤

400

（二）国内标准

我国现有柴油国家标准有：

GB252-2000《轻柴油》、GB/T19147-2003《车用柴油》。

但这两个标准均没有明确表示满足某等阶段排放要求，其质量指标也与符合欧Ⅳ排放的车用柴油要求相差很大。

达到国Ⅳ要求的柴油地方标准有北京市地方标准DB11/239-2007《车用柴油》和上海市地方标准DB31/428-2009《车用柴油》，对比见表4。

表4北京和上海柴油地方标准技术指标

项目

北京地标

DB11/239-2007

上海地标

DB31/428-2009

闪点（闭口），℃，≥

色度，号，≤

3.5

密度（20℃），kg/m3

820～845，800～840

810～845，790-840

机械杂质

无

水分，%（体积分数）≤

痕迹

凝点，℃，≤

5,0,-10,-20,-35

5,0,-10,-20

冷滤点，℃，≤

8,4,-5,-14,-29

8,4,-5,-14

运动粘度（20℃）,mm2/s

3.0～8.0,2.5-8.0,1.8-7.0

3.0～8.0,2.5-8.0

馏程:

50%馏出温度，℃，≤

90%馏出温度，℃，≤

95%馏出温度，℃，≤

300

355

365

300

355

365

10%蒸余物残炭,%（质量分数），≤

0.3

氧化安定性,总不溶物,mg/100mL,≤

2.5

酸度，mgKOH/100mL，≤

铜片腐蚀（50℃，3h），级，≤

灰分，%（质量分数），≤

0.01

十六烷值≥

51,49,47

51,49

十六烷指数≥

硫含量，%（质量分数），≤

0.005

多环芳烃,％（质量分数），≤

润滑性,磨斑直径,µm,≤

460

六、技术指标的确认

以EN590为主体，参照北京地方标准DB11/239-2007《车用柴油》中的要求，并结合深圳特区车用柴油的实际情况，制定本标准。

注：

以下内容中的国IV油品的试验数据由三部分组成:

①石油公司提供的符合拟定的国IV标准的历史数据；②我院对石油公司提供符合拟定国IV标准的油品检验得到的试验数据；③编制小组收集的日常委托客户样品（声称可以达到国IV的油品）的检测数据。

（一）柴油牌号的确定

深圳市全年平均气温较高，GB252-2000附录B中表明，广东省全年风险率为10%的最低气温为1℃，因此，在深圳特区内将车用柴油按凝点分为四个牌号：

10号车用柴油适用于有预热设备的柴油机；

5号车用柴油适用于风险率为10%的最低气温在8℃以上的地区使用；

0号车用柴油适用于风险率为10%的最低气温在4℃以上的地区使用；

-10号车用柴油适用于风险率为10%的最低气温在-5℃以上的地区使用。

课题组综合了24个0号国Ⅳ车用柴油凝点数据，结果如图4所示。

24个样品的凝点主要分布在-28℃～-4℃之间，平均值约为-18℃，完全可以满足深圳市及周边地区的使用环境。

（二）硫含量

含硫燃料燃烧产生的二氧化硫与水生成腐蚀性较强的硫酸、亚硫酸，腐蚀发动机排气系统，进而影响发动机排气后处理系统的寿命和效率。

燃烧产生的二氧化硫严重污染环境，因此，世界各国的燃料油标准中对硫含量都有非常严格的要求。

硫对柴油机颗粒物排放的影响也是显著的。

硫含量增加,除了使燃烧过程中产生的硫酸盐固体颗粒增多外,还由于中间产物能够催化碳烟的生成,使总的颗粒物排放量增加。

在欧洲车用油计划的研究中发现:

硫含量从500ppm降低到30ppm后,可以使轻型车和重型车的颗粒物（PM）排放分别降低7%和4%。

而在重型柴油机上采用日本工况法测试时,发现当柴油中的硫含量降低时,在装有催化器和未装催化器的车上均能降低了PM的排放。

欧IV排放阶段对柴油机的PM和NOx限值进一步降低,后处理技术将被逐步采用以满足排放法规的严格要求,如NOx吸附器、选择性催化还原SCR、DPF等,但这些先进的后处理器都对硫十分敏感。

当前世界燃油发展趋势是对硫含量要求越来越严格[29-30]。

欧洲由于对节约能源较为重视，因此其柴油车数量较多，随着排放法规的严格，对柴油的品质提出了较高要求，如瑞典出现了低硫低芳烃的柴油，硫含量达到10ppm，而欧洲2000年就实施了欧III（硫350ppm），2005年则实施了欧IV（硫50ppm），并要求欧盟到2009年达到10ppm以下，美国和日本也对柴油的硫含量进行严格限制，如表5所示[31]。

因此从国际趋势看，国Ⅳ柴油硫含量降低到50ppm以下是恰当的，同时经过广泛调研柴油生产企业，了解到我国的石化加工能力也能够达到此限值。

本规范依照EN590-2004以及我国GB18352.3中的第Ⅳ阶段排放要求，将硫含量指标定为不大于0.005％（m/m）。

表5各国柴油硫含量限制变化

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

日本

0.05％（m/m）

0.005％（m/m）

0.001％（m/m）

欧盟

0.035％（m/m）

0.005％（m/m）

0.001％（m/m）

美国

0.05％（m/m）

0.0015％（m/m）

注：

斜线代表两种硫含量的过渡

课题组汇总了24个国Ⅳ车用柴油样品的硫含量数据，结果如图5所示。

除3个样品的硫含量高于0.005%外，其余21个样品的硫含量均不大于0.005％。

同时，通过调研可知，目前地处惠州的中海油惠州炼油分公司已具备生产国Ⅳ车用柴油的能力，并已开始生产。

（三）十六烷值

十六烷值（CN）是代表柴油在发动机中着火性能的一个约定值。

因为柴油机是压燃式的，没有点火设备，要

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