为柴油车产业赋新能

2021年3月10日,我国正式发布并实施了团体标准“柴油车用生物质基含氧调和油技术指标和检验方法”。该标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草,由中国国际科技促进会标准化工作委员会提出,由中国国际科技促进会归口。规定了柴油车用生物质基含氧调和油的术语和定义、分类、技术指标和检验方法等,适用于汽车、拖拉机、内燃机车等柴油车燃料的调和组分,对相关行业发展具有积极的促进作用,也为“碳达峰”目标的实现做出了重要贡献。

众所周知,明确的技术指标和检验方法,能够为产品的规范使用提供技术支撑和检验标准。进入21世纪之初,我国生物柴油技术刚刚起步的时候,相应的标准也相继出台,随着技术的迅猛发展,国家标准B5生物柴油出台,才使行业逐步规范。再后来国际上其他国家也针对生物柴油出台了一些相应的国家标准,欧盟出台了欧盟标准,使我国的生物柴油不仅在国内具有了一定的市场,同时很大一部分出口到国外,为行业产品走向国际市场提供了有力的支撑。

柴油车用生物质基含氧调和油技术指标和检验方法的出台,又在其基础上做了进一步拓展、深化和细分。因为生物质含氧调和油是从生物质中提取出来的一部分含氧的燃料,它现在面临的情况就和生物柴油刚起步时面临的情况是一样的,虽然国家标准暂时未出台,但需要先从团体标准做起,慢慢的把市场建立起来。 值得一提的是,柴油车用生物质基含氧调和油技术指标和检验方法引用了GB/T 261《闪点的测定 宾斯基-马丁闭口杯法》、GB/T 265《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》、GB/T 384《石油产品热值测定法》、GB/T 511《石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法》、GB/T 2433《添加剂和含添加剂润滑油硫酸盐灰分测定法》等国内外的相关标准,从而保证了其专业性和严谨性,参考价值极高。

从起草单位来看,均为领域内的权威机构,包括东南大学、中国石化石油化工科学研究院、浙江大学、中科院广州能源所、山东理工大学、江苏省能源研究会、笃为精密仪器有限公司、合肥德博生物能源科技有限公司等,主要起草人包括肖睿,吴石亮,赵杰,王树荣,马隆龙,易维明,张会岩,顾东清,曾学军,张守军等重量级人物。这些单位和个人的合力必然会迸发出不一样的火花。

如果进行细分,可以看出,该标准在起草过程中主要吸纳了三方面的力量,一方面是高校科研院所的力量,一方面是行业检测机构,包括中科院广州能源所、中国石化石油化工科学研究院等,另一方面是制备含氧燃料方面的一些行业上游企业。其中,科研院所主要是提供一些相应的规范制备流程,优化了相关工艺;通过在实验室做实验,收集了一定的数据,并对其做出相应的检测。其中,中国石化石油化工科学研究院的专家考虑到作为含氧添加剂,最终的目标是掺混到汽柴油中去,因此对汽柴油中哪些组分可以加,哪些组分不可以加等提供了非常多的建议。相关的企业则按照该标准做了很多调试工作,为标准的推广应用提供了参考。 在柴油车用生物质基含氧调和油技术指标和检验方法中还能看到很多新的术语和定义,包括:生物质基含氧调和油(Bio-based high-quality oxygenate blending oil)——生物质热解油提质处理后得到的液体产物,典型组分为含羟基官能团和醚基官能团的分子。CN40生物质基含氧调和油——十六烷值在40-55之间的生物质基含氧调合油,主要适用于农用拖拉机。 CN55生物质基含氧调合油——十六烷值大于55的生物质基含氧调合油,主要适用于柴油机乘用车。充分显示了其先进性和创新性。

对于检验方法,该标准也做出了明确的规定,其中,出厂批次检验项目包括:密度、运动黏度、闪点(闭口)、冷滤点、凝点、硫含量、残炭、硫酸盐灰分、固体细颗粒物、水含量、机械杂质、氧化安定性、酸值、碱金属含量、氧元素含量、热值。在原材料、生产工艺没有发生可能影响产品质量的变化时,出厂周期检验项目包括:十六烷值、醇醚类含量、铜片腐蚀、90%回收温度每月检验一次。

检验时间主要是在新产品投产或产品定型鉴定时;原材料/工艺等发生较大变化,可能影响产品质量时;以及出厂检验或周期检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。出厂检验和型式检验结果符合相关的技术要求,才判定该产品合格。

如出厂批次检验和出厂周期检验结果中有不符合技术要求的规定,则按GB/T 4756的规定重新抽取双倍样品进行复检,复检结果如仍有一项不符合技术要求的规定,则判定该批产品为不合格。

凭借着严格的管理制度,也让生物质含氧调和油比传统的生物柴油拥有了更多的优势。例如,生物质含氧调和油大概含有10%~20%的氧,其最终的碳排放会降低,有利于汽柴油行业发展,以及“碳达标”的实现。与此同时,由于其中的含氧量比传统生物柴油高,使其整个的碳烟排放要比生物柴油碳烟排放更低。另外,传统的生物柴油一直存在一个问题,其在冬季的凝固点相对而言比较高,因此在冬季掺混会出现凝结的情况,因此它在冬季的使用性能比较低,而生物质含氧调和油则没有这样的问题。

目前,柴油车用生物质基含氧调和油主要是作为含氧添加剂被掺到汽柴油中,可以有效降低汽柴油的碳烟排放。从用量上来看,虽然随着电动汽车市场的不断扩大,汽柴油的使用量呈现出下滑的趋势,但发达的航运和农机行业对柴油量的需求始终居高不下。尤其是航运领域,每次加油都会达到几百万吨,且对油品质的需要并不高,如果将生物质含氧调和油加入到柴油中,不仅可以降低碳烟排放,还能大大降低航运行业的成本。 总之,团体标准《柴油车用生物质基含氧调和油技术的指标和检验方法》的建立,将有效促进生物质高值化利用技术领域的发展。由于生物质含氧调和油的原料本身就是生物质,因此对固废和农林领域的生物质热解提质也会产生较多的影响。同时,在一定程度上缓解能源危机,进而促进“碳达峰”的早日实现,迎接更加美丽的现代化中国。

肖睿,1971年10月出生。教授、博士生导师,东南大学能源与环境学院院长,能源热转换及其过程测控教育部重点实验室主任,国家杰出青年基金获得者,长江学者特聘教授。江苏省能源研究会理事长,中国工程热物理学会理事,中国可再生能源学会生物质能专委会副理事长。《Fuel Processing Technology》副主编,《International Journal of Greenhouse Gas Control》,《太阳能学报》,《化工学报》,《可再生能源》等刊物编委。以第1获奖人获得国家科学进步二等奖、教育部自然科学一等奖和江苏省科技进步一等奖等奖励,以主要完成人获其他省部级奖4项。在包括Science在内的国内外核心刊物上发表论文300余篇。论文被SCI他引近万次,获授权发明专利50余项。