Качество регионального топлива для международной технологии автомобилестроения Самара, Россия 17 ноября 2011 г. Рассел БаттРоджер Хатчесон «Афтон Кемикл»«Кэмерон Эссоушиэйтс»

Качество регионального топлива для международной технологии автомобилестроения Качество регионального топлива различается во всем мире Автопроизводителям необходимо выпускать автомобили, соответствующие требованиям по выбросам, чтобы иметь возможность продавать их в каждом регионе мира Стандартное топливо ЕС/США не может применяться во многих странах Стандарты чистого топлива могут быть адаптированы для соответствия местным потребностям Для «допустимых видов топлива» существуют различные варианты нормативов 2

Развитие топлива и автомобилей Топливо постоянно улучшается с внедрением повышенных стандартов на выбросы Хотя количество типов двигателей и степень технологичности возросли, контроль выбросов по-прежнему осуществляется трёхкомпонентным каталитическим нейтрализатором ТОПЛИВНЫЕ НОРМАТИВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДВИГАТЕЛЕЙ Не более 5% бензола Не более 5% этанола Не более 500 м.д. серы 100% неэтилированный Не более 1% бензола Не более 42% ароматических соединений Не более 150 м.д. серы Не более 35% ароматических соединений Не более 50/10 м.д. серы Не более 10% этанола Не более 10 м.д. серы ЕВРО-2ЕВРО-3ЕВРО-4ЕВРО-5 Улучшения достигнуты благодаря более точной калибровке двигателя Постепенное внедрение технологии прямого впрыска для соответствия задачи по содержанию CO2 на уровне 130 г/км к 2012 г. Катализаторы с глухим соединением для быстрого прогрева 3

: «Допустимое топливо» Ключевые свойства топлива для углубленной доочистки выхлопного газа: Auto-Oil : «топлива с низким содержанием углерода» Сниженное потребление и неископаемые виды топлива Эволюция качества европейского топлива : «Чистое топливо» Ключевые параметры топлива для снижения выхлопных газов: Auto-Oil 1 Здоровье и качество атмосферного воздуха CO 2 и устойчивое развитие Источник: Презентация компании TOTAL дляARA 4

Эволюция мировой технологии производства двигателей Источник: Презентация компании Toyota для Международного центра качества топлива Существенное усовершенствование двигателя и трансмиссии, соответствующее стандартам по выбросам Трёхкомпонентный каталитический нейтрализатор с глухим соединением и высокой плотностью камеры для доочистки *Постоянно задействованная трансмиссия Нормы по выбросам Максимальный тепловой КПД Предельное содержание метана Технологии VVT (регулируемые фазы газораспределения ) Прямой впрыск (D-4) Система остановки двигателя Двойной впрыск (D-4S) ЕВРО 2 ЕВРО 3 ЕВРО 4 ЕВРО 5 VVT-i (95)VVT-iE VVT-I ( с переключением) VALVEMATIC 1 поколение 2 поколение Система Eco-run (81) Интеллектуальная система остановки двигателя Система «Старт-стоп» 5

Топливо Европейский подход По всему ЕС применяются одинаковые стандарты и нормы по выбросам Изменения, внесённые в законодательство по топливу и выбросам (с ЕВРО-1 до ЕВРО-4), позволили существенно сократить уровень выбросов Сохраняется озабоченность касательно некоторых вопросов в отношении качества воздуха - Снижение выброса двуокиси углерода является первостепенной целью Сохранение образования приземного озонового слоя Сокращение выброса ультра-мелких частиц Стандарты ЕВРО-5 и ЕВРО-6 преследуют эти цели Выбросы CO 2 являются проблемой. Существенную роль играют биотоплива. 6

Топливо Подход США В конце 1980-х гг. правительство США признало, что в городах существуют серьёзные проблемы с загрязнением атмосферы Закон о чистом воздухе 1990 г. санкционировал продажу реформулированного бензина (РБ) с 1995 г. только в девяти наиболее загрязненных регионах Согласно законодательству РБ должно использоваться только в этих регионах В остальной части США может использоваться традиционный бензин Только 33% спроса приходится на РБ РБ это «чистый бензин» аналогичный ЕВРО-4 В Калифорнии наблюдается самое сильное загрязнение атмосферы, и были введены самые жёсткие нормативы по бензину в мире 7

Многие автомобильные технологии схожи во всех регионах мира Автопроизводители проектируют автомобили и системы управления, для того чтобы охватить как можно больше целевых рынков Автомобили должны соответствовать местным требованиям по уровню выбросов, для того чтобы их можно было импортировать в страну Автомобили должны удовлетворительно работать после завершения полезного срока их эксплуатации На сегодняшний день существует следующая ситуация: Автомобили стандарта ЕВРО-3 продаются там, где топливо ЕВРО-3 не используется Автомобили стандарта ЕВРО-4 продаются там, где топливо ЕВРО-4 не используется Автомобили стандарта ЕВРО-5 продаются там, где топливо ЕВРО-5 не используется Глобальное использование автомобилей 8

Адаптация стандартов по «чистому» топливу к местным потребностям Правительства часто склоняются к концепции существования автомобиля и топлива как «единой системы» Существует убеждение, что для автомобилей стандарта ЕВРО-4 необходимо использовать топливо ЕВРО-4 Это неверно внедрение стандартов по выбросам и топливу ЕВРО-3 и ЕВРО-4 являлось в большей степени политической мерой Известно слишком мало фактов, подтверждающих необходимость в наложении некоторых ограничений на европейские виды топлива Индия использует Европейский подход Апрель 2010 г.: ЕВРО-4 введен для использования в крупнейших городах; ЕВРО-3 используется в остальной части страны Китай первое по-настоящему допустимое топливо 2008 в Пекине введен бензин стандарта ЕВРО-4 Бензин в первую очередь введен для использования в автомобилях стандарта ЕВРО-4, нежели для соответствия всем европейским требованиям Норматив является прагматичным, учитывая возможности нефтеперерабатывающей инфраструктуры В Шанхае и Гуанчжоу внедрены те же меры, в остальной части страны продолжают использовать традиционные виды бензина 9

Адаптация стандартов по «чистому» топливу к местным потребностям Китай норматив по допустимому топливу ЕВРО-4 Три сорта топлива: 90, 93 и 97 RON Дистилляция: приближается к стандарту ЕС Давление паров: соответствует температуре местной окружающей среды нормы менее строгие, чем нормы ЕС Сера: 500 м.д. Бензол: 1% по объему Ароматические соединения: 40% по объему Олефины: 35% по объему 10

Адаптация стандартов по «чистому» топливу к местным потребностям Аргентина Июнь 2009 г.: Допустимый сорт представлен для использования в крупных городах 83/93/97 RON Сера 150 м.д. в больших городах Ароматические соединения 40 % Бензол 1,5 % Австралия 2007/ /95 RON Сера 150/50 м.д. Ароматические соединения 45 % Бензол 1 % Олефины 18 % Объединённые Арабские Эмираты /95/98 RON Сера 100 м.д. в больших городах Ароматические соединения 40 % Бензол 1,5 % Канада /93 AI Сера 80 м.д. Бензол 1,5 % 11

Автомобильная технология будущего во всем мире Перед автомобильной промышленностью стоит ряд уникальных задач: Соответствовать законодательству по выбросам и целям экономии топлива с поддержанием рентабельности для потребителя и формированием устойчивого роста доходов Это может быть достигнуто путем перехода к новым технологиям независимо от рынка Двигатели будущего должны: Соответствовать всем ограничениям в соответствии с законодательными нормативами по выбросам Предлагать повышенную экономию топлива и сниженный уровень выбросов CO 2 Удовлетворять потребностям и желаниям потребителя Соответствовать требованиям бренда путем соответствия большому числу нормативов Быть рентабельными в производстве, будучи частью ограниченного диапазона моделей двигателей, которые могут использоваться во всем мире 12

Будущее бензинового двигателя внутреннего сгорания Двигатели внутреннего сгорания остаются главным источником энергии, и до сих пор самым важным вопросом является повышение их теплового коэффициента полезного действия Бензиновые двигатели необходимо усовершенствовать, чтобы сделать их более эффективными путем извлечения максимальной пользы из каждого показателя горения, и более надёжными при работе с различными видами топлива Источник: Источник: Презентация компании Toyota для Международного центра качества топлива Бензиновый двигатель С высоким коэффициентом сжатия Компрессионное воспламенение однородной смеси Прямой впрыск С компрессией, экономичный Бензин / распространение пламени (электрозажигание) Фактический Распространение пламени Высокое октановое число Низкое содержание ароматических соединений Без серы Идеальный Компрессионное воспламенение однородной смеси (при частичной нагрузке) Этанол Метанол Топливо Биотоплива Синтетические топлива 13

Допустимое топливо Допустимое топливо позволяет применить передовые технологии автомобилестроения В течении последнего десятилетия возникла концепция существования автомобиля и его топлива как единой системы, например: Для трёхкомпонентного каталитического нейтрализатора требуется неэтилированный бензин Для усовершенствованных дизельных каталитических систем необходимо обеспечить отсутствие серы Сорт допустимого топлива может также способствовать появлению на рынке усовершенствованных автомобилей, если: Инфраструктура НПЗ не может соответствовать требованию 100 % чистых видов топлива Проблемы с качеством атмосферного воздуха являются локальными, а не глобальными 14

В каких странах может рассматриваться использование допустимого топлива? Южная Африка: Южноафриканское правительство указало, что в течение следующего десятилетия оно хочет привести нормативы на топливо Южной Африки к уровеню нормативов ЕС Нефтяная промышленность столкнулась с большими сложностями на НПЗ С учётом «настоящего» допустимого сорта Российская Федерация: Обширная территория Население и автомобили точечно распределены только в нескольких областях Проблемы качества атмосферного воздуха различны в городских и сельских регионах Стандарт ЕВРО-4 был вынесет на рассмотрение, однако его внедрение отложено Существуют такие же сложности, как в Южной Африке Нефтяная промышленность может рассмотреть подход допустимого топлива 15

Допустимый бензин каков норматив? Запомните…. Стандарт ЕВРО-4 был политическим компромиссом, а НЕ технической необходимостью Низкое содержание серы самое главное требование по качеству Октановое число становится более важным для двигателей будущего Низкое содержание ароматических соединений/бензола для снижения вредных выбросов Низкое содержание олефинов для сокращения образования приземного озонового слоя Присадки для минимизации отложений и снижения расхода топлива и выбросов 16

Допустимый бензин вынесенный на рассмотрение норматив Октановое число и летучесть Следуйте действующей структуре сорта до достижения октанового числа 95 RON Пересмотрите конечные ограничения по дистилляции и давлению паров Ароматические соединения Не более 40 % по объему Не более 1 % бензола по объему Олефины Не более 25 % по объему Сера Настолько низкое содержание, насколько позволяют местные условия рассмотрите, действительно ли необходим резкий переход на 50 м.д. Присадки Поддержите применение присадок, но не при помощи нормативов, которые могут запретить «первосортные» композиции присадок или инновации 17

Вывод Допустимое топливо уже используется по всему миру Автомобили продолжают работать удовлетворительно и без определенного для них сорта топлива стандарта ЕВРО Решение «один сорт подходит всем» не является ни практичным, ни обязательным для многих стран Использование допустимого топлива является обоснованным для максимально оперативного внедрения передовых технологий Вынесены на рассмотрение предложения по техническим нормативам Они могут изменяться и подлежат обсуждению В них могут быть легко внесены изменения для соответствия местным условиям 18