美国汽车排放法规发展历程.pdf

石油商技P E T R o L E u MP R O D u c T sA P P L I c A T l 0 NR E s E A R c H第2 2 卷第3 期美国加州汽车排放法规和汽油标准的发展朱庆云1温旭虹2 宫兰斌3(1 中国石油润滑油研究开发中心，兰州7 3 0 0 6 0；2 中国石油兰州炼油化工总厂职工培训学校，兰州7 3 0 0 6 0；3 中国石油兰州炼油化工总厂技术中心，兰州7 3 0 0 6 0)摘要美国加州汽油质量标准和排放法规一直走在世界前列。通过对其法规、标准的相关发展历程和具体标准的详细描述，希望能为中国汽油标准和排放法规的制定及其发展提供可以借鉴的依据和参考。关键词：法规标准新配方汽油(R F G)C a R F G现代化汽车的发展不仅为人类的发展做出了重要的贡献，同时也给人类的生存环境带来极大的危害。随着世界经济的快速发展和人们环保意识的不断提高，环保法规的制定越来越严格，相应的汽油质量标准也越来越苛刻。美国加利福尼亚州(加州)的排放法规和汽油标准基本上引领着世界先进潮流。1 加州汽车排放法规发展历程及相关标准自2 0 世纪5 0 年代开始，美国加州空气资源委员会(c A R B)为限制汽车废气对环境的污染制定有关法规以来，已历时4 0 余载。制定的标准法规除在美国加州执行外，还被世界许多国家引用和借鉴。美国加州排放法规发展的主要历程为：1 9 5 9年，开始控制汽油车C O 和H C 尾气排放，制定了大气质量标准；1 9 6 1 年，强制执行排放控制；1 9 6 4年，要求1 9 6 6 年生产的汽车采用最小排放控制系统；1 9 6 6 年，首次制定有关H C 和C O 的尾气排放标准；1 9 6 7 年，获许执行白订的排放标准；1 9 7 5年，第一次采用法规减少汽车O，排放；1 9 7 8 年，开始实施H C 排放标准，发动机型式不同，H C 排放标准也不同，在5 0 1 4 k m 之间；1 9 8 8 年，要求从1 9 9 4 年开始生产的汽车装备汽车诊断仪，监测汽车排放；1 9 9 0 年，提出低排放汽车(L E V)和零排放汽车(z E V)的排放标准；1 9 9 8 年，采纳L E V 排放标准；1 9 9 9 2 0 0 3 年，实施T i e r1 和T L E V 标准；2 0 0 4 年，开始实施L E V 标准。从上述变化历程可以看到，加州排放法规对具体污染物排放的种类和具体限值是在不断改进、不断发展的过程中探索出来的。加州和美国汽车分类基本相同，分为轻、重负荷汽车2 种，因此排放法规分为轻负荷车排放法规和重负荷车排放法规。轻负荷车分为客车、轻负荷卡车；重负荷汽车则按汽车总重分为3 8 5 5 688 4 5 2 蚝的轻重负荷柴油车，8 8 4 5 2 1 4 9 6 8 8 k g 的中重负荷柴油车，大于1 4 9 6 8 8 k g 的重重负荷柴油车，包括城市公交车。唯一不同之处是1 9 9 5 年以后，加州轻重负荷柴油车下限值提高，为6 3 5 0 4 k g。目前加州轻型车实施的排放标准有T i e r l、低排放汽车过渡标准(T L E V)、低排放汽车标准(L E V)、超低排放汽车标准(u L E V)、高级超低排放汽车标准(S u L E V)和零排放汽车标准(z E V)。但e r l 和T L E V 标准于2 0 0 3 年停止使用。L E V标准从2 0 0 4 年起逐步实施。相对于L E V 标准，L E V 标准对汽车总重小于38 5 5 6 k g 的轻型车和中型车重新分类，并按要求满足轿车排放法规。从2 0 0 7 年开始，对于大多数卡车和运动型车辆，加州也要求实施轿车排放标准。现行加州轻型车、中负荷汽车排放标准见表1、表2。具体执行时，按照汽车总重只需满足4 种排放法规中的任何一种就可。从2 0 0 4 年起执行L E V 标准，也只需要满足L E V、u L E V、S u L E V、z E V 中的任何一种即可。加州L E V 和L E V 排放标准更像联邦T i e r2标准，但加州法规更注重H C 排放，而对N O z 的关注相对较少。另外，加州对轻重负荷汽车的划分较美国联邦更为严格，也就是说，加州对排放的要求更加苛刻。因为在美国联邦划为M D V 的汽车，在加州就属轻型车，执行的法规相对就要严格许收稿日期：2 0 0 3 一l l 1 4作者简介：朱庆云，大学本科，工程师。现从事炼油化工信息调研工作。万方数据第3 期朱庆云等美国加州汽车排放法规和汽油标准的发展4 5多。加州不仅法规限值逐年趋严，而且对车型的要求也越来越广泛。例如从2 0 0 7 年开始，加州要求卡车和运动型汽车执行轿车排放法规，而美国联邦实施的T i e r2 法规只对小轿车和轻小型卡车限制N O 戈排放0 0 5 9 k m，而对使用柴油的重负荷卡车则推迟2 年实施。这与加州排放法规相比宽松很多。表l 美国加州新型轻型车(L D v)排放标准(F 硼阿5)g k m注：1)N M()G：非甲烷有机气体；2)H C H 0：甲醛。表2 美国加州中负荷(M D v)汽车排放标准(F T P 7 5)g k m 万方数据4 6石油商技2 0 0 4 年第2 2 卷一一一(续表)值标准；1 9 7 5 年，制定有关汽油硫、锰和磷含量标准；1 9 8 7 年，开始禁铅；1 9 9 0 年，彻底禁铅并制定加州第一阶段新配方汽油(1)标准，修订R、，P；1 9 9 1 年，制定加州第二阶段c a 啪2 标准和冬季汽油氧含量标准；1 9 9 2 年，实施c a R F G l 标准；1 9 9 4 年，C a R 眦铡9 模型出台；1 9 9 1 5 年，实施C a R F 磁标准；1 9 9 8 年，在不需要加2加州汽油标准发展历程及相关标准氧地区取消汽油氧含量要求；1 9 9 9 年，加州第三阶段R F G美国汽油标准实施过程没有采取全国统一的办(C a R F)标准制定；2 0 0 B 年，开始实施C a R F G 3 标准。法。加州根据具体隋况，采取了长期环境效果与全国加州制定的标准限值与联邦方案要求有关一致，但实施办法有别于其他地区的汽油升级换代历联，基本上由加州政府和联邦共同管理。加州汽程。加州标准一般比美国联邦标准提前实施l 2 年，油质量标准的每个指标都可在一定范围内变化，具体标准也比美国联邦标准严格。加州汽油标准具体这在很大程度上提高了炼油企业在一定范围内的变化历程为：1 9 7 1 年，制定有关汽油R v P 和溴值的限加工灵活性。加州3 个阶段的具体标准见表3。表3 美国加州R F G 汽油标准2 1C a R F G lC a R F G 2(1 9 9 6 2 0 0 2 年)c a R F G 3(2 0 0 3 年)”4典型典型上限一般限值平均限值上限一般限值平均限值苯含量，2 O0 61 21 OO 8 01 1 0O 8 0O 7 0芳烃含量，3 22 33 02 52 23 52 52 2烯烃含量，9 94 5l O6 O4 01 06 O4 0R v P k P a5 3 84 6 94 8 3 2 4 8 3 2)4 4 2 4 9 74 8 3 3)无氧含量冬季01 8 3 51 8 2 2夏季02 02 71 8 2 2铅含量g 1“0 0 1 3O 0 1 3锰含量g L“无磷含量g L o0 0 0 l3O o o l37 9 0 1 6 51 5 41 6 61 4 9巧O l o o9 41 0 49 93 7 4)3 7无无1 4 31 6 69 31 0 4无无1 4 69 5注：1)6 0 扯g g 使用时间为2 0 0 2 年底3 0 斗g g 使用时间为2 0 0 4 年底；2)夏季期间(4 7 月)使用，冬季采用A s T MD 4 8 1 4 限值；3)如果采用预测模型，R V P 值为4 7 6；4)因为1 0 乙醇要加入到汽油中，因此氧含量为3 7。从表3 可以看出，与C a R F G 2 相比，现行c a R F G 3 标准有如下变动：降低硫含量和苯含量，提高巧0 和7 9 0，提高芳烃含量的上限值，允许R V P 限值在4 4 2 4 9 7 k P a 之间变动。另据报道，c a R F G 3 禁止使用M T B E；修正了预测模型，并增加了蒸发排放模型；提供c O 信贷，强调c o 在臭氧形成中的作用；补充了有关乙醇使用的临时性标准；增加了冬季氧含量使用上限值。加州标准同美国联邦同期实施标准相比，c a R F G 3 标准比联邦R F G 标准严格，c a R F G 2 标准比联邦R F GI 标准严格。加州氧含量限值分为冬、夏2 个标准，而联邦标准全年执行一个标准。除了较高的氧含量标准限值有所不同外，C a R F G 2其他限值都比同期实施的联邦标准苛刻。加州汽油标准同世界先进国家汽油标准相比，各项限值也都处于领先地位。从硫含量限值的比较看得更为清楚(见图1)。未来加州汽油标准可能变化的因素：不加M T B E，可能增加乙醇使用量；增加烷基调合组分的使用量；不含苯，硫含量非常低等等。3 加州标准实施的灵活性加州标准制定机构C A R B 制定标准时在仔细考虑满足排放减少的情况下，兼顾炼厂生产效益和多方因素，在条件允许下尽力考虑便于炼厂生产、增加生产灵活性的标准限值。例如虽然C a R F G 3规定取消使用M T B E，但考虑到很多实际因素，仍将M T B E 禁用时间延长至2 0 0 3 年1 2 月3 1 日；c a R F G 3 标准中巧0、7 9 0、芳烃含量最大限值都有所提高，且允许R V P 限值可在4 4 2 4 9 7 k P a 之间变化以及大、小型炼厂分步实施的办法等等，这些都考虑了炼厂实际的生产水平和经济效益。加州氧含量标准执行方式也较灵活，除了冬季需以以无无观叭o o8 万方数据第3 期朱庆云等美国加州汽车排放法规和汽油标准的发展4 7要降低c 0 排放的南海岸地区执行氧含量标准限值外，其余加州地区冬季汽油可以不含氧，但需满足排放法规的具体要求。而美国联邦氧含量标准限值是全年性的，且最小氧含量要求应用于所有实施R F G 的地区。另外，加州并不是所有地区都实施加州汽油标准，其中有3 个地方(洛杉矶、圣地亚哥和加州首府萨克拉曼多)除了氧含量限值实施加州标准外，其他汽油性质标准限值实施美国联邦的R F G 汽油标准。?蛹钿缓年价图l 美、欧、E j 汽油硫含量标准变化趋势图4 加州汽油标准实施效果加州排放法规和汽油标准的大力实施改善了加州环境质量。加州汽油标准从C a R F G l 发展到C a R F G 3，是随着排放法规的不断发展而不断提高的。c a R F G l 标准的实施满足了当时排放法规要求降低H C 排放的要求；同样，C a R F G 2 标准除了满足H C 排放要求外，N O。、S 0。和C O 排放也都有所降低；发展到c a R F G 3 时，降低N O。排放就成了重中之重。C a R F G 2 汽油标准实施后，加州地区排放减少很多。从具体量化角度看，相当于减少了3 5 0 1 0 6 辆汽车的排放，机动车浓烟排放降低了1 5，苯排放降低了5 0，因排放烟雾引起的癌症发生率降低了4 0。根据最初c A R B 估算H j，c a R F G 2 实施后，汽油生产成本增加0 0 4 0 1 0 美分L，加州能源委员会估计增加0 0 4 0 0 5 美分L，而根据1 9 9 9 年的实际调查，实际增加费用仅为O 0 3 美分L。从上述比较可以看到，只要政府、相关行业、环境保护机构以及消费者等各方把利益分配、存在问题解决好，治理环境的目的依然会达到。5 结语中国的汽油清洁化进程与国外先进国家相比落后许多，各个地区的气候和地理情况差别也非常大，因此影响空气质量的因素也有所不同。根据美国加州空气治理的经验，中国应该根据各地区实际存在的空气质量问题，在制定排放法规和燃料质量标准实施时间和方法上借鉴美国加州的实际经验，尽量少走弯路，减少炼油企业和环保治理机构诸多不必要的投资和浪费。参考文献lF e d e r a la n dC a l i f o m i a E x h a u s t肌dE v a p o r a t i v e E m i s s i o ns t 肌d 8 r d sf o rL i g l l t D u t yV e h i c l e s 蚰db 曲t D u t y7 I m c k s，h t t p：w w w e p a g o v o m s c e r tv e h c e n b 0 0 0 0 1 p d f2T h eC a l i f o m i ar e f o 啪u l a t e dg a s o l i n er e g u l a t i o n s，h I t p：w w w a r b c a 9 0 v f u e l g a s o l i n e 0 5 01 0 3c a 吨3 r e g p d f3M a r kV a nW e e s，V i n a y a nN a i r，H e m a n tB G a l a U N K C R A C K I N G+MI N N O V A T l 0 N SM A X I M I Z EY O U RF O RL O W S U L F U RF U E L S N P R AA M 一0 2 3 64P r e s e n t a t i o nt oU S E P AT e)【h n i c a lA d i v i s o r yC o 眦I l i t t e eR e-g a r d i n gC a l i f o 商aP l a s e3R e f(啪u l a t e(1(泌幽eP m g r 姗，h t t p：t m n 嘲q c e g a t e c h e d u e p a t a c d o c u H l e n t 晡s b y b w p d fD e v e l o p m e n to fC a rP o n u t i o nR e g u l a t i o n s&G a s o l i n eS t a n d a r d si nC a l i f o r I l i a U S A Z h uQ i n g y u n lW e nX u h o n 9 2G o n gI 以n b i n 3(1C P CL“6 eO 以B m 耽 c o 唧口形R&Dk 疵M 把，如枞D 配7 3 0 0 6 0；2E m p f 9 烨m i n 嚼&危o o Z，C P C 如枞o“R 莎聊&傩e m 记o ZC D m p 玩，眈胁o u7 3 0 0 6 0；3 死c 凡o f 9 9 y 珊盯，C 脚C 如，咖o u 如蓐舶&蕊e m 幻口Zc o，印概，如枞o 7 3 0 0 6 0)A b s t r a c tT h eg a s o l i n eq u a l i t ys t a n d a r d sa n dc a rp o l l u t i o nr e g u l a t i o n so fC a l i f o m i a，U S A a r ea l w a y sa d v a n c e do n e so nt h ew o r l d T h i sp a p e rp r e s e n t sad e t a i l e dd e s c r i p t i o no ft h ed e v e l o p i n gh i s t o r yo ft h e s er e g u l a t i o n sa n ds t a n d a r d sa sw e l la so fp a r t i c u l a rs t a n d a r d s，t od e l i V e rb a s e sa n dr e f e r e n c e sf o rt h ep r e p a r a t i o no fC h i n e s eg a s o l i n es t a n d a r d sa n dp o l l u t i o nr e g u l a t i o n s K e yW o r d s：r e g u l a t i o n，r e f o m u l a t e dg a s o l i n e(R F G)，C a R F G 万方数据美国加州汽车排放法规和汽油标准的发展美国加州汽车排放法规和汽油标准的发展作者：朱庆云，温旭虹，宫兰斌作者单位：朱庆云(中国石油润滑油研究开发中心,兰州,730060)，温旭虹(中国石油兰州炼油化工总厂职工培训学校,兰州,730060)，宫兰斌(中国石油兰州炼油化工总厂技术中心,兰州,730060)刊名：石油商技英文刊名：PETROLEUM PRODUCTS APPLICATION RESEARCH年，卷(期)：2004,22(3)被引用次数：1次 参考文献(4条)参考文献(4条)1.Federal and California/Exhaust and Evaporative/Emission Standards for Light-Duty Vehicles andLight-Duty Trucks2.Presentation to U.S.EPA Texhnical Adivisory Committee Regarding Califormia Phase 3 ReformulatedGasoline Program3.Mark Van Wees;Vinayan Nair;Hemant B.Gala UNKCRACKINGTM INNOVATIONS MAXIMIZE YOUR FOR LOW-SULFURFUELS4.The California reformulated gasoline regulations 引证文献(1条)引证文献(1条)1.杨健 柴油品质对车辆排放的影响分析期刊论文-交通节能与环保 2006(2)本文链接：http:/