汽车用生物燃油与密封技术
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1.3 车用燃油与大气污染治理

大气污染治理难度极大,客观原因是我国经济结构更加偏重化工行业,能源结构更加依赖以煤为主的化石燃料,单位面积人类活动强度和污染排放强度也更高,我国汽车工业等科研、法规及环保工作仍处于负“重”前行阶段。例如对雾霾严重的京津冀及周边地区,其国土面积占全国7.2%,却消耗了全国33%的煤炭,主要大气污染物排放量占全国排放总量30%左右,单位国土面积排放强度是全国平均水平4倍左右。高污染、高能耗产业大量聚集和燃煤、燃油集中排放是造成该区域大气污染的直接原因。另外,全球普遍出现异常气候,从2013年开始(秋冬季期间),多个国家包括基本解决空气重污染问题的英国、法国、韩国等发达国家,接连发生较高强度、较大范围的重污染事件。因此,我国大气污染也受全球范围极端天气、气候异常等因素影响。

我国大气污染物排放总量巨大,以有机挥发物(VOCs)、PM2.5与O3为特征的大气污染问题日益突出,大范围重污染天气频发,引起社会各界的广泛关注。2014年国务院出台了《大气污染防治行动计划》,对大气污染防治工作进行全面部署,特别强调了大气污染防治对科技支撑的要求。2017年国家环境保护部出台了《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》、《国家环境保护“十三五”环境与健康工作规划》、《国家环境保护标准“十三五”发展规划》等规划。2017年国家科学技术部、财政部实施了国家重点研发计划《大气污染成因与控制技术研究》等。这些对推动我国工业界和学术界研究大气污染的有效治理起到了积极作用。

随着汽车技术的发展,车用燃油品质已成为影响汽车尾气排放的重要因素之一。在发动机自身结构、制造工艺,所用零件材质、装配质量、行驶条件等因素确定后,汽柴油品质对汽车节能、排放、可靠耐久性、经济动力性的影响将起决定性作用。越来越严格的汽车排放和汽车节能法规,不仅对汽车技术提出了更高的要求,对燃油品质与燃油系统密封性能等的要求也越来越严格。

“十二五”期间,中国的汽车工业和燃油市场得到迅速发展。根据国家统计局的数据,2011年中国汽油表观消费量为7731.0万吨,汽车销量共1850.51万辆;2012年汽油消费量为8684.1万吨,汽车销量1930.64万辆;2013年汽油消费量为8735.0万吨,汽车销量2198.41万辆;2014年汽油总消费量10534.9万吨,汽车销量2349.19万辆;2015年汽油消费近1.16亿吨,中国汽车产销量超过2400万辆;2016年汽油消费近1.2亿吨,中国汽车销量2802.8万辆。受益于家庭购车需求旺盛以及城市物流业的快速发展,2013年汽油车中轿车、轻型车保有量分别同期增长1050万辆和310万辆,其他车型保有量减少,分化明显。这表明,中国交通运输行业对燃油的巨大需求提供了绝大部分的市场容量,如图1-2所示。

图1-2 2003~2016年中国的汽油表观消费量与增速数据
汽油消费量 汽油消费增速

我国汽油表观消费量从2003年的4036万吨增长至2016年的近1.2亿吨。2009年金融危机导致了增速明显下滑,2010~2012年增长速度开始恢复,从2014年开始增速略有降低。根据国民经济统计公报,2020年我国汽车保有量将达到2.80亿辆,2017~2020年期间复合增长率为10.48%,将带动汽油消费,保守估计国内汽油表观消费增长约为3%,为1.23亿吨。所以,按照全球常用的车用汽油和燃料乙醇的E10配比工艺,例如9∶1的方式,预计2020年我国汽车工业的燃料乙醇需求量接近为1400万吨。从全球发展规律来看,汽车用液体生物燃料能降低原油依赖度、提升环境水平,但是,我国现有生物燃油的技术、性能、安全、环保、成本等指标也是必须面对的现实难题。其中,生物燃油对汽车橡胶密封件的各类影响,成为汽车配件生产和消费过程重要的问题。