国内外车用乙醇汽油标准规范对比分析
■ 赵婷婷 张宪忠 陈 旸 靖立帅 包志明
（应急管理部天津消防研究所）
摘 要：乙醇汽油作为车用燃料受到广泛关注，多个国家和组织机构都对乙醇汽油的性质、使用和储运等做出了相应的约束规范，形成了不同的标准。本文详细对比分析了国内外有关乙醇汽油的基本技术指标、检测方法及在消防安全方面的标准规范，为乙醇汽油的生产、储运与应用提供借鉴参考。
关键词：乙醇汽油，标准规范，技术指标，检测方法，消防安全
DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2021.04.035
Domestic and Foreign Standards of Automotive Ethanol Gasoline
ZHAO Ting-ting ZHANG Xian-zhong CHEN Yang JING Li-shuai BAO Zhi-ming
（Tianjin Fire Rearch Institute of MEM）
Abstract: Ethanol gasoline, as a vehicle fuel, has been widely concerned. Many countries and organiza
tions have made corresponding restrictions on the properties, u, storage and transportation of ethanol gasoline, and developed different standards. This paper compares and analyzes the basic technical indicators, detection methods and fire safety standards of ethanol gasoline at home and abroad, providing reference for the production, storage, transportation and application of ethanol gasoline.
辽沈战役纪念馆Keywords: ethanol gasoline, standard specification, technical index, detection method, fire safety
标准比对
1 背景介绍
能源危机及环境污染问题的持续加重使得全球对可持续性、清洁能源的需求越来越迫切。化石燃料是许多行业的主要能源，但化石燃料的不完全燃烧造成的CO及未燃烧的烃类化合物的过度排放问题日益严重。有研究发现，含氧燃料中的高氧含量可以改善气缸内的燃烧，从源头上减少排放。而乙醇因具有高氢碳比、高研究辛烷值、高火焰传播速度、低挥发性物质排放量、易安全储存和运输特性使其成为可靠的替代燃料[1]，如表1所示，全球乙醇产量也随之连年攀升[2]。推广乙醇汽油，对节约石油资源、改善大气环境质量具有重要的战略意义和现实价值。巴西是世界上第一个使用车用乙醇汽油的国家。1970年，巴西首次使用乙醇汽油来部分代替汽油，从而降低对进口石油的依赖度；
基金项目：本文受天津市科技计划项目（19YFZCSF01080）；应急管理部天津消防研究所基本科研业务费项目(项目编号：2019SJ12)资助；
王合良赵婷婷，张宪忠 ，陈旸，等：国内外车用乙醇汽油标准规范对比分析
2007年，巴西法律规定，其国内所有加油站出售的汽油必须添加乙醇燃料；2008年巴西保持世界燃料乙醇生产和使用的领先地位，消费量达1073万吨/年；2010年，巴西将汽油中无水乙醇的调合比例从20%增加至25%。目前，全球共有66个国家和地区推广使用车用乙醇汽油，其中欧洲29个、美洲14个、亚太地区12个、非洲和印度洋地区11个，从2014年到2019年全球燃料乙醇年产量逐年攀升，从7475万吨/年一直升高到8672万吨/年，2019年乙醇汽油的年消费量更是达到6亿吨，占全球汽油消费总量的6成左右[3-4]。
我国生物燃料乙醇产业发展始于“十五”初期，2001年，我国启动了车用乙醇汽油试点，采用E10标准。2017年，十五部委印发的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》提出，到2020年，在全国范围内推广使用车用乙醇汽油，目前，已基本实现全覆盖。在相关政策的鼓励支持下，国内乙醇汽油的生产及销售规模也在逐年扩大。2008年，广西石油分公司建设了乙醇汽油储存罐15000立方米和13个乙醇汽油调配中心；2010年中石油建立了5777 座乙醇汽油加油站；2018年，天津市874座加油站全部完成置换改造；2019年，茂名石化乙醇汽油出厂首破10万吨。乙醇汽油的广泛使用及大规模生产已经成为不可忽视的能量来源[5-6]。
2 国内外关于车用乙醇汽油的标准规范 对比分析
自车用乙醇汽油被推广后，相关标准应运而生。标准的制定与出台为车用乙醇汽油的生产、储存、运输、使用等环节提供了监督保障。乙醇汽油在国内外的推广使用情况因国情而出现差异，而相关标准规范所制定的技术参数及侧重点也因此各有异同。本文从三个方面对比分析了国内外关于车用乙醇汽油的标准规范，以供参考。
（1）关于乙醇汽油基本技术指标的标准规范
我国在2001年首次制定并发布了国家标准GB 18351-2001《车用乙醇汽油》，该标准规定了在不添加含氧化合物的液体烃类中加入一定量变性燃料乙醇及改善使用性能的添加剂后，组成的车用乙醇汽油的技术条件，并明确规定该标准适用于作为车用点燃式内燃机的燃料[7]。之后又不断发展完善，相继制定了GB18351-2004、GB18351-2010、GB18351-2013和GB18351-2015，统一规定了车用乙醇汽油的术语、定义、产品分类和试验方法以及
表1 2014-2019年全球主要地区燃料乙醇产量（单位：万吨）
地区2014年2015年2016年2017年2018年2019年产量全球占比(%)美国42654412459347494786470854%
巴西20142146201420442360256930%
欧盟4314134104174264295%
中国1892422522563132683%
加拿大1521301301401431492%
印度255882631191582%
泰国92100961101161251%
阿根廷4863798686861%
书图片唯美其他地区2581171461231641792%
合计747576817802798985148672100%
赵婷婷，张宪忠 ，陈旸，等：国内外车用乙醇汽油标准规范对比分析
包装、运输和贮存等的相关要求。我国现行车用乙醇汽油国家标准包括GB 18351-2017《车用乙醇汽
油(E10)》和GB 35793-2018《车用乙醇汽油E85》，其中E10和E85分别指向调和组分油中加入体积分数为10%的变性燃料乙醇和向调和组分油中加入体积分数为15%的变性燃料乙醇。由国家能源局组织起草的20192421-Q-624《车用乙醇汽油》正在征求意见阶段，拟全部代替标准GB 18351-2017。在现行的标准中，删除了车用乙醇汽油（E10）（IV）技术要求和试验方法，增加了第VI阶段车用乙醇汽油（E10）的技术要求。此外，GB 22030-2017和GB 18350-2013分别对变性燃料乙醇和车用乙醇汽油调和组分油进行了规定。
美国从20世纪70年代开始就为了应对石油能源危机而开始使用乙醇汽油，并相继制定了多个标准。ASTM D4806是最早制定的标准之一，该标准规定了汽油混合燃料中变性燃料乙醇的体积含量为10%，该标准也成为了当时车用乙醇汽油商业销售的标准规范。之后经过不断的修订，形成了ASTM D4806-2017《与作为机动车火花点火式发动机燃料使用的汽油混合用变性燃料乙醇的标准规格》，对乙醇及其他物质的含量、酸度及PH值等都做出了详细规定。除此之外，还制定了ASTM D5798-2017《车用火花点火弹性燃料发动机用乙醇混合燃料的标准规格》，该标准涵盖了用于汽车火花点火发动机的燃料乙醇。与ASTM D4806所不同的是，ASTM D5798针对的是混合燃料中体积含量为51%～83%的变性燃料乙醇，而ASTM D4806适用于混合燃料中体积含量为1%～15%的变性燃料乙醇。
从前期调研情况来看，目前，国外还未制定关于车用乙醇汽油的国家标准，只是为了满足市售需求，将乙醇汽油作为机动车发动机的一种燃料而制定了相关标准。ASTM D5798-2017中就专门设置了一
个章节来介绍订购信息要求。对比《车用乙醇汽油》国家标准与ASTM针对乙醇混合燃料的标准发现，两者都对乙醇混合燃料中其他物质如甲醇、水、硫含量及PH值做出了相应要求。但美国对芳烃、苯等物质的含量限制显著低于国内。除此之外，美国对乙醇汽油的蒸气随季节及气候的变化现象更加关注，相应标准也更加细化。ASTM D5798中就根据温度变化范围设置了4个蒸气压等级，并明确规定，乙醇汽油混合燃料产品要标明使用季节和场所。
（2）针对乙醇汽油中醇类及其他物质测试方法的标准规范
目前，国内还没有单纯针对乙醇汽油中醇类及其他物质测试方法的国家标准或者行业标准。地方标准有山东省市场监督管理局发布的DB 37/ T 3639-2019《车用乙醇汽油（E10）快速筛查技术规范》，其中规定了车用乙醇汽油（E10）快速筛查阈值、取样方法等内容。但在涉及快速筛查具体操作方法时仍是参照其他相关标准执行。DB 37/T 3640-2019 规定了采用近红外光谱法测定车用乙醇汽油（E10）研究法辛烷值、乙醇含量及其他物质含量的方法。
国外针对乙醇汽油中醇类及其他物质测试方法的标准规范较为完善。国际标准化组织在2014年发布了ISO 22854:2014标准，提供了车用燃料中烃类和氧化物的测定方法，在2016年对该标准进行了进一步完善，并发布了ISO 22854:2016标准。美国材料实验协会先后发布了ASTM D5845-01（2016）和 ASTM D4815-15b（2019），分别给出了用红外和气相色谱测定汽油中醇类及其他物质如MTBE、ET
BE、TAME、DIPE的标准测试方法[8]。该标准中详细介绍了仪器设备、测试范围、样品处理及测试过程。由于A ST M规范采用的自愿性原则，美国联邦环境保护署以及部分州又制定了若干强制法规指令，以对车用乙醇汽油的相关性能进行约束。英国标准学会出台了一系列标准，详细规定了乙醇汽油中的物质含量及物理参数。如BS EN 15485-2007、BS EN 15486-
2007、BS EN 15837-2009，分别给出了用电感耦合等离子体光学发射光谱法、紫外荧光法、波长色散X射线荧光光谱法测定硫含量的试验方法。三种方法对物质含量的测试范围不同。其中，BS EN 15485-2007测定硫含量范围为7～20mg/kg；BS EN 15486-2007测定硫含量范围为5～20 mg/kg；BS EN 15837-2009的测试范围为2.0～15.0 mg/kg，同时还能测定磷、铜等其他元素。
对比来看，国外针对乙醇汽油中醇类及其他物质测试方法的标准规范较为系统详实，不同标准所侧重的方向不同，其内容也会据此作出调整。比如，ASTM D5845-01(2016)更侧重于产品质量控制，因此，该标准所使用的检测手段操作简便，成本较低。而且在标准中详细描述了样品保存、取样及计算方法，从而保证对乙醇汽油产品的统一、准确检测。而ASTM D4815-15b(2019)虽能用于质量控制，但更侧重于对乙醇汽油产品中其他含氧化合物的不合规添加。因此，该标准所能检测的物质范围更广，精度更高，相对的操作也更加复杂。但国内在针对乙醇汽油中醇类及其他物质测试方法的标准规范很少，更多的是参考针对石油中烯烃、含氧化合物等物质进行检测而制定的相关标准。因乙醇汽油与石油的理化性质不同，其在样品保存、取样方法以及在计算时的校正曲线会有差异，这就有可能导
致检测结果偏差较大，不利于乙醇汽油的质量控制。
（3）适用于乙醇汽油消防安全的标准规范
国内适用于乙醇汽油消防安全的标准规范包括已废止的GBJ 16-1987《建筑设计防火规范》、GBJ 74-1984《石油库设计规范》、GB 50160-92《石油化工企业设计防火规范》等，这是因为车用乙醇汽油的火灾危险性参数和汽油相近，因此，乙醇汽油油库、站址的选择与布置采用汽油相关标准中的款项。当前适用于车用乙醇汽油储运安全的消防法规有GB 50610-2010《车用乙醇汽油储运设计规范》，该规范适用于变性燃料乙醇、车用乙醇汽油调合组分油及车用乙醇汽油的装卸、储存设施和车用乙醇汽油调合设施、车用乙醇汽油加油站的工程设计。并且，该标准还提出了变性燃料乙醇和车用乙醇汽油储罐应设置抗溶型泡沫灭火系统。安全生产行业标准AQ 3045-2013《车用乙醇汽油储运安全规范》中明确提出，当车用乙醇汽油发生火灾时，宜采用抗溶水成膜泡沫灭火剂；不宜采用蛋白、氟蛋白或水成膜泡沫灭火剂，采用时应增加泡沫供其强度；局部火灾可采用手提式干粉灭火器或泡沫灭火器。GB50151-2010《泡沫灭火系统设计规范》中规定了对含氧添加剂含量体积比大于10%的汽油的泡沫供给强度和供给时间。在油库建设方面的标准包括GB 50016-2014《建筑设计防火规范》、GB 50074-2014《石油库设计规范》、GB 50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》等。GB 50074-2014《石油库设计规范》规定了可燃、易燃液体储罐（区）的防火间距；GB 50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》适用于新建、扩建和改建的汽车加油站、加气站和加油加气合建站工
程的设计和施工，同时规定了加油加气站工艺设备应配置的灭火器材类型和数量。此外，现行国家标准GB/T 25349-2010《使用乙醇汽油车辆检查、维护技术规范》、GB/T 25350-2010《使用乙醇汽油车辆燃油供给系统清洗工艺规范》和GB/T 25351-2010《使用乙醇汽油车辆性能技术要求》分别对使用乙醇汽油的车辆做出了相应的规定要求，进一步约束了车用乙醇汽油在使用过程中的质量安全。
与GB50151-2010《泡沫灭火系统设计规范》相对应的国外标准为NFPA 11-2016《低、中、高倍泡沫标准》，该标准分别对含有不超过10%体积及超过10%体积的含氧添加剂的酒精汽油燃料所使用的泡沫灭火剂的使用强度和时间以及泡沫类型做出了规定。除此之外，国外适用于乙醇汽油的相关标准包括美国消防协会制定的NFPA 30-2012《易燃和可燃液体规范》和美国石油学会制定的
赵婷婷，张宪忠 ，陈旸，等：国内外车用乙醇汽油标准规范对比分析
API RP 2021-2001《常压储罐火灾管理》等。其中，NFPA 30-2012《易燃和可燃液体规范》对易燃和可燃液体的储存、处理和使用做出了要求，以尽量避免火灾危险的发生。API RP 2021-2001《常压储罐火灾管理》对石油储罐防火距离做出了具体规定，并给出了在火灾过程中对相邻储罐进行冷却的具体做法。除此之外，乙醇汽油在装卸过程中容易因静电引发火灾危险，国内外就曾多次报道过其因静电引发火灾事故的案例。据此可以参照美国石油学会制定的API RP 2003-2015《防止静电、闪电和杂散电流引燃的措施》对乙醇汽油进行静电防护。
比较国内外适用于乙醇汽油消防安全的标准规范可以看出，国内为乙醇汽油的安全推广及时制定了国家标准及行业标准，对乙醇汽油的储运安全做出了明确规定。而国外仍将乙醇汽油作为添加含氧化合物的汽油燃料而遵循相关标准。但在油库建设方面，国内外都依据石油库建设的相关标准执行。除此之外，NFPA 11-2016《低、中、高倍泡沫标准》对乙醇汽油中含氧添加剂的添加量做出了区分，并提供了不同的参考指标。其中，建议对含有不超过10%体积的含氧添加剂的乙醇汽油的灭火供给强度为6.5 L/min•m2，但对所使用的泡沫类型没有做出特别说明。与之不同的是，GB50151-2010《泡沫灭火系统设计规范》中仅对含有超过10%体积的含氧添加剂的乙醇汽油做出了规定，虽未涉及泡沫类型，但明确规定了灭火供给强度和持续供给时间。在乙醇汽油的消防安全方面，国内外均有详细的标准可循，这对乙醇汽油的安全推广甚至是火灾事故的高效处置都提供了技术参考和有效保障。李镇西博客
3 结束语
本文详细论述了国内外关于乙醇汽油基本技术指标、乙醇汽油中醇类及其他物质测试方法以及适用于乙醇汽油消防安全的标准规范。从前期调研情况来看，国外关于乙醇汽油中醇类及其他物质测试方法方面的标准更加详细全面，而国内在此方面较为欠缺，这可能会影响市售车用乙醇汽油的质量保证。但在消防安全方面，国内标准更具针对性，对乙醇汽油所应使用的灭火剂类型及灭火强度和供给时间等均做出了明确规定。在今后的工作中，建议增加对乙醇汽油测试方法的相关标准规范，完善车用乙醇汽油的标准体系，为车用
乙醇汽油的推广应用保驾护航。
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作者简介
赵婷婷，工学硕士，主要从事灭火剂及灭火技术的研究。
疫情学校赵婷婷，张宪忠 ，陈旸，等：国内外车用乙醇汽油标准规范对比分析
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