达志坚：2030年石油仍是燃料最重要部分
[汽车之家 资讯] 2012中国汽车产业发展（泰达）国际论坛（以下简称“泰达汽车论坛”）于8月31日～9月2日在天津滨海新区隆重召开。700余位国内外汽车行业嘉宾将汇聚一堂，围绕年度主题“经济转型与汽车产业变革”，探讨汽车行业战略性、全局性、前瞻性的发展课题。以下是中国石油化工科学研究院院长达志坚先生的发言，他演讲的题目是车用燃料的发展与展望。
『中国石油化工科学研究院院长达志坚先生』
非常高兴来参加这个论坛，这么一天会议下来到现在还坚持在这里听这个演讲，正像主席先生刚才说的，汽车发展离不开石油的供给，现在燃料的问题始终是大家非常关注的一个话题，今天我简单地来对未来车用燃料的发展趋势做一个简单的说明。
今天这个议题主要是基于两个方面来说一下：第一，关于石油的供给和内燃机汽车未来的问题，因为这是一个基础，因为讲到燃料首先是供给，没有了供给就没有了燃料，所以首先供给的问题是一个关键的问题，也是我们现在当前大家讲到很多替代方案的基本点，大家所谓要搞替代燃料，首先的问题是怕没有了，或者今后供应紧张了、价格提高了，这是最基本的问题；第二，有了石油它的燃料质量将会向哪个方向变化，我想可能是两个方面，一个是清洁化的问题，已经持续了大概二三十年在全球的范围内，我们也达到了相当的高度。现在大家更加关注的是效能化的问题，这与二氧化碳的减排是直接相关的，同时也是我们提高燃油效率的一个重要方面。
首先看一下能源的需求预测数据可以看到，这个图显示的是由世界最大的石油公司美孚公司的预测报告得到的，从未来看预测到2030年的情况，到那个时间石油的供给需求仍然是最重要的一个部分，当然这一部分可能有一些替代，增长率是比较高的，今天上午有一位官员讲到说在未来可能太阳能会达到很高的比重，业界不这样认为，太阳能+风能将来在2030年的时候也就能到百分之几的水平，到不了10%的水平，技术上如果没有根本的突破实际上是非常难实现的，可能愿望很好但实际上很难实现，这是基本的状况。
从石油的供给资源来看，来自美孚的估计，这个图是常规的石油资源，现在总量大概这么多，已经开采了大概1/3左右，还有2/3供我们开采，开采难度会增大将来价格会增加，同时发现了大量的非常规石油资源，这部分资源主要是重油委内瑞拉的重油，还有像加拿大的油沙，这部分的量占有非常大的比重，可以看到加拿大的油沙沥青，今年最大的发现是页岩油的发现，美国近十年被称为页岩气的革命，这种情况下导致未来天然气的应用对于整个行业的影响非常大，所以未来资源的供给应该还是充足的。
BP按照他的估计，每天消费0.8亿桶的估计，可以利用54年，对相当长一个时期重点工作仍然是要在燃料方面，所以说我们得到主要的基本观点还是在今后一个相当长的时期石油将会是一个稳定供应的，并且仍然是运输燃料最重要的部分。所以，现在我们讲替代燃料，替代燃料最近确实做了大量的工作，中石化也做了大量的工作，国外也做了很多的工作，生物燃料是主要的方面，现在看起来一个就是说从生物乙醇包括秸秆乙醇，巴西做的甘蔗做的乙醇来看这几年遇到了很多影响，天气影响、技术瓶颈等等，一场大规模的生产有相当大的困难。同时，对于现在讲转型电动汽车大家讲的最多，可能不会有很快的商业化前景，业界总体来看不同的观点很多，电动汽车也不是今天的新生事物搞了几十年甚至上百年了，最早的汽车搞的是电动的，如果技术上没有根本的突破在现有的基础上替代石油，除非石油的价格高到相当的程度它才有可能产生竞争。所以，现在主要的问题一个是技术问题，另外一个是在销售上是否有竞争力，所以我想基于以上几点我们的认识就是未来相当长的时期我们的重点仍然是以内燃机为主的汽车为主，到2050年仍然是这样的趋势，80%在2050年仍然是内燃机的汽车，工作的重点不应该把所有的精力放在全新的上面，当然要做要探索，但是我们更多的工作要放在现在的已有的内燃机的效率提高上去，这才是我们现在最能见到效果的工作也是我们做燃料和做汽车行业的结合方面。
有一个预测，未来对汽柴油消费的预测，在这里有数据不想多说了，总体来说增长趋势很高，因为随着我国整体的国民经济发展，今天讲了很多经济数据，尽管现在处于一个并不是非常景气的状态，但是从长远来看汽车保有会不断的增长，所以对燃油的消费也是会有一个很大的增长趋势，从炼油的角度来说包括炼油能力增长和布局都做了很大的调整，供给不存在任何问题，这也是讲燃料的基本增长趋势，从技术角度来说因为这几年主要是在燃料的质量升级方面，这个升级主要是面对环保的压力，在这种情况下开发了大量以加氢为主的燃料质量的升级达到了主要的目标。
从总体来看，燃料清洁化的趋势现在经历四个阶段，大家非常的清晰，因为我们搞汽车的与搞燃料的是紧密合作的过程，从上个世纪的90年代开始经过四个阶段，大概三到五年就会有一个升级，现在基本上达到了欧5的标准为主，当然美国、日本等等稍有差异但是标准是和欧5一个水平的状态，我国将来也差不多，现在全国是欧3的水平，像北京已经是国5的水平，很快在广州、上海马上就实施国5的标准，国4全国的水平也就在2014年实施了，这个步伐是非常快的。
汽油情况主要还是要解决几个问题，一个是硫的问题、一个是苯的问题，还有烯烃和芳烃的问题，预计在2011-2015年之前硫含量就是5的水平了，烯烃大概在不大于18的水平，芳烃含量小于35，清洁化的趋势基本到了这样一个状态，柴油主要集中在硫含量和芳烃含量，硫含量控制在10ppm以下，多环芳烃控制在11%，总的芳烃要小于25%，主要是这样的趋势，基本上在清洁化角度是趋同的。
我国走过了标准的演化过程，我不想在这儿多说了，因为大家都很清楚这些年标准不断变化和升级，也达到了很好的一个状态。在这个过程当中开发了一系列的技术，相当于五个阶段针对的目标也不一样，现在看起来开发的一系列相关的技术来解决燃油的质量问题，这个质量主要还是刚才说了应对清洁排放的要求，是这样一个历程，总体来说现在我们的技术准备能够完全满足国5标准的需求，就看实施的状态了。
国内开始是高标号，90号非常少了大多数93号汽油，高标号是应对汽油发动机发展的需求走了高标号的方式。低烯烃化也是应对产品的排放要求，烯烃原来要求比较高，当年平均烯烃2000年在50%左右，现在已经控制在25%以下，基本满足这样一个要求。低硫化是长期的趋势，这也是最重要的一个指标就是控制硫含量，硫化物的排量主要的问题是对于三元转化器的影响会非常大，现在国4的水平是10个ppm，低硫化的趋势年代这个图可以看到不同地区实施的时间和状况。
这是我国的时间表与美国、欧洲、日本的时间对比，我们有一些时间差但是并不是非常落后，这几年特别是进步的速度非常快，我们起步比较晚但是很快走到了比较高端的水平，应该讲今后一个时期很快会与国际接轨，在清洁化的标准上会与国际接轨。
关键就是大家提出一个问题，全球来说都是这样，国5以后、欧5以后下一步清洁化的方向是什么？还要控制什么？硫都没了，我们以前叫低硫化到10ppm以下就是无硫了，还要控制什么指标？现在看起来大家并不是在这个地方没有形成很多的共识，在标准化的方面欧洲、美国在下一步往哪个方向也并不清楚，我们也经过了很多的讨论，总体看起来今后在汽油方面苯含量是一个重要的问题，未来硫含量仍然是一个主要的目标，但是现在到10ppm以下还要往下走吗？这是值得大家关注的问题。
柴油的问题主要还是除了硫以外，将来压缩比进一步提高的提高就是16烷值，16烷值是将来要关注的。还有多环芳烃，将来限制也是需要大家关注的问题，还有一个就是硫份，不能太重了，燃烧不会太充分。未来的趋势基本在情节化方面走到了一个比较高端的状态了，全世界基本趋同，下一步往哪个方向走要进一步研讨了，但是总体来看排放工作算是到了一个基本的状态，五到了国5以后就完成了清洁化的过程。
第二个问题就是内燃机发动机未来与燃料行业、与发动机汽车行业结合能够使发动机的效率进一步提高？现在大家基本搞汽车的同仁做了大量的工作就是汽车发动机方面有很多技术的进步，主要是为了提高它的效率，高效化是很重要的问题，这个问题涉及到二氧化碳减排的问题，燃油效率提高对于二氧化碳减排是非常有利的，这是今后做燃料的怎么在未来的发动机上或者未来发展一个什么样的技术上以及和组成结构上构成一种关系，使得燃油发动机的热效率能够提高，这是我们面临真的挑战。我们不是把精力投到电动汽车上，这种可能在三十年、五十年还没见到结果，但是现在把现有的放弃了是不行的，现有内燃机发动机的提高是我们关注的重点，这当中燃油是非常重要的因素。
以下是一些数据，今后每个阶段的油耗标准，今后要下降，油耗每百公里的油耗都会随着时间有要求要下降，同时与它相关的二氧化碳减排也要减少，这是大家面临的共同挑战。在这个过程当中发动机的技术在不断的进步，它对我们燃油提出了一种要求，这个时候我们提出来是否未来更高辛烷值的时代来临，比如说更新的涡轮增加技术、直喷技术可能未来还会出现更新的技术，它在现有的发动机压缩比更高，燃料是否就要配合更高的新烷值，使得汽油发动机的热效益才能提高，汽油发动力的热效率非常低大量的能量浪费掉了，在这个过程当中如何提高效率是重要的问题，它与燃料的燃烧、利用效率发动机的技术进步密切相关，在这个过程当中有大量的工作可以做。
辛烷值对我们的经济性影响很大，在这里可以看到不同的辛烷值情况下对不同的辛烷值有不同的要求，我们研究辛烷值主要是针对低速情况下影响比较大，马达型的辛烷值对高负荷的、高速情况下的影响很大，所以我们一个燃料它不仅仅是表观的辛烷值，实际上它的辛烷值会分布不均匀，它对发动机的效率影响是很大的。
辛烷值里面我们也知道，因为汽油是混合物，在这个过程当中里面不同的硫份分子辛烷值是不一样的，它的碳素变化是不一样的，正烷烃等等都不同，这对于我们搞燃料的提出新的挑战，今后我们也提出来要在分子水平上利用这样的资源，因为这种资源很宝贵了，怎么把它的效益发挥更好是值得我们关注的，今后发动机的研究肯定要与燃料研究结合在一起做这样的工作才会导致发动机率的一个提升。
这里面大家比较清晰的就是分子结构对经济性有很大的影响，列了一些数据大家不用看了，不同的分子结构烷值都是汽油硫分，热值不一样的，我们加油按体积加的，但是加进去热值不一样，实际上燃烧得到的效率也不一样，这与分子结构有很大的关系，炼油最后的加工要走到这样一个程度才能使得它的效率有更大的进步。同时对组成和排放也有影响，芳烃对排放有什么影响、烯烃是什么影响也做了大量的工作，排放的影响未来也会影响我们的使用。包括蒸气压也很重要，没有它启动就成问题，太多了就会出现汽阻的问题，它的比例是非常重要的。
这里面我想讲一下清华大学王建新老师做的工作，对我们非常有启发，传统的汽油机和柴油机优缺点做了一些分析，点燃式的汽油发动机首先热效率比较低，压燃式的柴油机发动机效率很高，能否把两者有所结合？柴油发动机的压燃式和汽油发动机的燃料进行结合？这儿有一个工作，这是王建新老师做的，他们也介绍过这个工作，用低辛烷值的汽油硫分，它根本不能调到汽油里面，一般做其他的料，将来量很大，今后主要是页岩气的开发伴随的氢会很多，做汽油是不合适的，现有的汽油机效率很低用上去爆震很严重，但是如果说用压燃16烷值很高，它只是硫分氢，在发动机上做一些改进工作，因为我发动机技术不懂，他做了一些工作就是可控的压燃，MCCI这样一个东西，用这样一种低辛烷值的汽油硫分或者是碳5、碳6的硫分，本身硫分是汽油硫分但是不能调到汽油里面，只有60%的辛烷值，这种油在压燃式的发动机使用表现出很好的特征，不仅使得资源得到利用也使得整个发动机的效率大大提高，因为压燃式的压缩比做的很大，这个工作就非常有意义，我们也一直在探讨这项工作，发动机行业与做燃料研究的提供一种合适的燃料进行这种研究可能会导致未来在现有基础上的一些进步，而不是说跨越去搞电池去，但是电池在哪现在还不知道，这个问题我们觉得更现实，这是我提出的一个问题。
未来，还有一个就是低碳燃料仍然是我们很关注的问题，低碳燃料最有前景的就是分子量要低，天然气氢含量高、碳含量低，但是也是现在未来替代当中最重要的燃料，化石燃料当中因为页岩气的发现有了这样一个很大的趋势。现在预测中国页岩气是最大的国家，美国第二美国技术最好，美国能源政策基本导向以页岩气为主了，不搞别的了，大家不是搞燃料的并不清楚他们现在政府的导向就是页岩气，这是最重要的一个方面，在炼油当中乙烯基本上用页岩气基本替代了，导致全球的天然气价格都不能提升，现在石油价格涨了很多但是天然气价格没怎么涨，就是因为美国发现大量的页岩气，这个技术对于我们非常重要，美国也提出它的低碳燃料发展很重要，我们要关注这样一个事情，这种发动机如何做这也是我们关注的，在燃料方面我们与发动机行业有很多共同值得探讨的话题。
最后，结束语不说了，我们感觉在现有的中国特定环境下，总体来说资源贫乏，我们应该走出一条自己的路，通过结合燃料部门和汽车部门密切结合通过技术创新在现有的基础上能够把技术有所提升，解决当前的一些问题。
