現(xiàn)在汽車行業(yè)的發(fā)展,離不開石油的供給。燃料問題始終大家非常關(guān)注的話題。今天我簡單地對未來車用燃料的發(fā)展趨勢做一個簡單的說明。
今天的議題主要是基于兩個方面說一下,第一還是關(guān)于石油的供給和內(nèi)燃機(jī)汽車未來的問題,這是一個基礎(chǔ)。講到燃料首先是供給,沒有了供給就沒有燃料。也是我們當(dāng)前大家講到很多替代方案的基本點。大家要搞替代燃料首先是怕石油沒有了,或者今后供應(yīng)緊張了,價格提高了。第二,有了石油,燃料的質(zhì)量將會向哪個方向變化,我想一是清潔化的問題,全球范圍內(nèi)已經(jīng)持續(xù)了二三十年。
第二是提高效能問題。這是美孚公司的預(yù)測報告,預(yù)測2030年的情況,那個時候石油的需求仍然最重要的部分。這一部分可能有一些替代,增長率比較高。今天上午有一位官員講到未來可能太陽能會達(dá)到很高的比重,但業(yè)界并不這樣認(rèn)為,太陽能+風(fēng)能在2030年也就可能到百分之幾的水平,到不了10%。技術(shù)上如果沒有根本的突破,非常難實現(xiàn)。
從石油的供給資源來看,這個圖是常規(guī)的石油資源,現(xiàn)在總量是這么多,已經(jīng)開采了三分之一左右。還有三分之二左右的資源可供我們開采,難度增大,成本提高,價格一定增長,但并不是沒有。
同時,也發(fā)現(xiàn)了大量的非常規(guī)的石油資源,主要包括重油,還有加拿大的油沙,這部分的量占非常大的比重。近年最大的發(fā)現(xiàn)是頁巖氣,美國近十年稱為頁巖氣革命,導(dǎo)致未來天然氣的應(yīng)用對整個行業(yè)影響非常大。所以未來資源的供給還是充足的。
這是BP公司的預(yù)測,也是同樣的,未來石油供給,按照現(xiàn)在非常保守的估計,按照每天消費08億桶數(shù)據(jù),現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)可以用54年,這是常規(guī)的。我想我們的相當(dāng)長時間內(nèi)重點工作仍然是在燃料方面。我們得到的基本觀點還是在今后一個相當(dāng)長的時期,石油將會是一個穩(wěn)定供應(yīng)的,并且仍然是穩(wěn)定運輸燃料的最重要的部分。
替代燃料最近也做了大量的工作,中石化也做了大量的工作,國外也做了很多的工作,生物燃料現(xiàn)在是最主要的方面,生物乙醇、秸稈乙醇,巴西的甘蔗乙醇,受到天氣上的影響和技術(shù)上的平靜,大規(guī)模的生產(chǎn)有相當(dāng)大的困難。我們今天講轉(zhuǎn)型,電動汽車講得最多,我個人看可能不會有很快的商業(yè)化的前景。業(yè)界總體來看不同的觀點很多,電動汽車也不是今天的新生事物,搞了上百年了。技術(shù)上如果沒有根本的突破,在現(xiàn)有的技術(shù)上想替代石油,除非石油價格高到相當(dāng)?shù)某潭炔庞锌赡墚a(chǎn)生競爭。
現(xiàn)在主要的問題一是技術(shù)問題,再一個關(guān)鍵看你在銷售上是不是有競爭力,要便宜,再一個是便利性。未來相當(dāng)長時間內(nèi),重點仍然是內(nèi)燃機(jī)汽車為主,到2050年仍然80%是內(nèi)燃機(jī)汽車。所以我們工作的重點不應(yīng)該把所有的精力都放在新能源汽車上,當(dāng)然要探索,更多的工作應(yīng)該放在已有的內(nèi)燃機(jī)效率提高上,這才是最能見到效果的工作,也是我們做燃料跟汽車行業(yè)結(jié)合的重要方面。
我們未來對汽柴油的消費預(yù)測,總體來說增長趨勢很高,隨著我國整體的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,今天講了很多經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),盡管我們現(xiàn)在并不是非常景氣,但是長遠(yuǎn)看,我們的汽車保有會不斷增長,所以對燃油的消費也會有很大的增長趨勢。從煉油的角度來說,包括煉油能力的增長和布局都有很大的增長。
技術(shù)角度來說,這幾年主要燃料質(zhì)量的升級,我們開發(fā)了加氫為主的技術(shù)實現(xiàn)升級。總體來看,燃料清潔化的趨勢,現(xiàn)在經(jīng)歷了四個階段。上世紀(jì)90年代全球開始,三到五年就有一個升級,現(xiàn)在基本上達(dá)到以歐5標(biāo)準(zhǔn)為主,美國、日本稍微有差異,標(biāo)準(zhǔn)是和歐5一個水平。今后我們國家也差不多,現(xiàn)在全國是國3的水平,相當(dāng)于歐3,北京是國5,很快在廣州、上海馬上實施國5,國4的全國水平在2014年就實施。汽油的情況一是解決硫的問題,一是苯的問題,還有烯烴芳烴的問題。柴油主要集中在硫含量、芳烴含量以及16烷值問題??偡紵N要小于25,全球標(biāo)準(zhǔn)基本趨同。
我們國家走過了標(biāo)準(zhǔn)的演化過程,達(dá)到了一個很好的狀態(tài)。在這個過程中我們開發(fā)了一系列的技術(shù),也相當(dāng)于五個階段,針對目標(biāo)也不一樣,解決了燃油質(zhì)量問題,還是應(yīng)對清潔排放的要求??傮w來說,我們的技術(shù)準(zhǔn)備應(yīng)該能夠完全滿足國5標(biāo)準(zhǔn)的需求。當(dāng)然也需要一些投資。國內(nèi)走過的一些路,開始是高標(biāo)號,90號已經(jīng)非常少了,大多數(shù)是93號,高標(biāo)號是應(yīng)對發(fā)動機(jī)發(fā)展需求。第二是低烯烴化,也是應(yīng)對產(chǎn)品排放的要求。當(dāng)年我們平均的烯烴含量在2000年平均在50%左右,現(xiàn)在控制在25%以下,基本滿足要求。再就是低硫化,這是我們長期的趨勢,也是國標(biāo)最重要的一個指標(biāo)。國4水平是50個PPM,將來國5和歐5水平完全相當(dāng)。
這是我們的時間表,跟日本、歐洲、美國的時間對比,總體看,我們有一些時間差,但并不是非常落后,特別我們的進(jìn)步速度非???。我們起步比較晚,藍(lán)圖很快就走到了比較高端的水平。今后一個時期很快就可以接軌,清潔化的標(biāo)準(zhǔn)上接軌。
全球來說都是這樣,國5、歐5以后下一步的清潔化的方向是什么?10PPM以下就是無硫了。實際在標(biāo)準(zhǔn)化方面,歐洲、美國在下一步往哪個方向也并不是非常清楚。今后在苯含量方面可能是十分重要的控制方向。未來硫含量仍然是主要的目標(biāo),到了10PBM以下是不是還要繼續(xù)往下走,是大家關(guān)注的一個問題。柴油的問題除了硫以外,16烷脂。再一個是多環(huán)芳烴,還有一個是硫份,不能太重了。未來的趨勢在清潔化的方向上全世界基本上一致??傮w來看,排放的工作我認(rèn)為應(yīng)該到了一個段落的狀態(tài),到了國5以后就完成了清潔化的過程。
第二個問題,就是內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)未來是不是燃料和汽車行業(yè)結(jié)合,能夠使發(fā)動機(jī)效率提高?汽車同仁這些年在汽車發(fā)動機(jī)上有很多進(jìn)步,主要是提高效率,高效化是一個很重要的問題。這個問題涉及到二氧化碳減排問題,燃油效率提高對二氧化碳提高非常有力。怎么在未來的發(fā)動機(jī)上,或者未來發(fā)展一個什么樣的技術(shù)發(fā)動機(jī)上和燃料組成結(jié)構(gòu)之間構(gòu)成一個關(guān)系,使得發(fā)動機(jī)的熱效率提高,這是我們真正面臨的挑戰(zhàn)。我始終認(rèn)為不是我們把全部精力搞電動汽車,這在三五十年看不到結(jié)果,就把現(xiàn)有的東西放棄不行。這個過程中燃油是一個很重要的因素。
油耗標(biāo)準(zhǔn),每百公里的油耗都會隨著時間下降,同時二氧化碳減排也要減少,這是大家共同的挑戰(zhàn)。這個過程中,發(fā)動機(jī)的技術(shù)在不斷進(jìn)步,對我們的燃油也就提出一個要求。這個時候我們提出來是不是未來更高辛烷值的時代來臨?可能未來出現(xiàn)更的發(fā)動機(jī)技術(shù),是不是燃料要配合更高的辛烷值?汽油發(fā)動機(jī)的熱效率非常低,20%幾,大量的能量浪費掉了。
辛烷值對我們的經(jīng)濟(jì)性影響很大,我們研究辛烷值主要是針對低速低負(fù)荷情況下影響很大。辛烷值里面,因為汽油是混合物,不同的餾份分子不一樣,什么樣的組合更有利與未來發(fā)動機(jī)的使用,這對我們搞燃料的提出了新的挑戰(zhàn)。我們也提出來要在分子水平上利用這個資源。今后發(fā)動機(jī)的研究,肯定要跟燃料的研究結(jié)合在一起做工作,才會導(dǎo)致今后發(fā)動機(jī)效率的提升。分子結(jié)構(gòu)對經(jīng)濟(jì)性有很大的影響,都是汽油餾份熱值不一樣,燃燒得到的效率也就不一樣,這跟分子結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。所以煉油加工最后要這樣的程度,才能使得它的效率有更大的進(jìn)步。組成和排放也有很大的影響,芳香烴對排放有什么樣的影響,烯烴有什么影響,我們也做了大量的工作,也會影響我們的使用。蒸氣壓,沒有冷啟動就有問題,太多了就有氣阻問題。
講一下清華大學(xué)王建新老師做了一些工作。傳統(tǒng)的汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點做了一個分析,點燃式的柴油機(jī)熱效率比較低,壓燃式柴油發(fā)動機(jī)效率比較高。能不能做一個結(jié)合?一些低辛烷值的汽油組分,我們煉油的時候主要是頁巖氣的開發(fā)伴生氫烴就非常多,怎么利用起來?我們一直在探討,做發(fā)動機(jī)研究的跟做燃料研究的,可能會導(dǎo)致未來一些在現(xiàn)有技術(shù)上的進(jìn)步,而不是跨越就搞電池了。
未來還有一個,低碳燃料仍然是我們很關(guān)注的問題。我感覺最有前景的可能是分子量低。比如天然氣氫含量高,碳含量低?;剂现校驗轫搸r氣的出新,現(xiàn)在認(rèn)為中國頁巖氣儲量最大,美國第二。美國的政策基本上以頁巖氣為主了,是未來替代的最重要的方面。他們的乙烯基本上用頁巖氣全部替代了。現(xiàn)在石油價格漲了很多,天然氣價格不能漲,就是美國發(fā)現(xiàn)了大量的頁巖氣。這種發(fā)動機(jī)怎么做?在燃料方面我們跟發(fā)動機(jī)行業(yè)有很多值得探討的話題。
我們感覺在中國這樣的環(huán)境下,總體來說資源是貧乏的,但我們應(yīng)該再走出一條自己的路,通過燃料部門和汽車部門密切結(jié)合,通過技術(shù)創(chuàng)新,在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上能夠把技術(shù)有所提升,解決當(dāng)前的一些問題。