世界主要國家和地區車用發動機油市場特點及發展方向

馬爽,吳長彧,姚斌

(1.中國石油大連潤滑油研究開發中心,遼寧大連 116023; 2.中國石油潤滑油公司,北京 100028)

世界主要國家和地區車用發動機油市場特點及發展方向

馬爽1,吳長彧1,姚斌2

(1.中國石油大連潤滑油研究開發中心,遼寧大連 116023; 2.中國石油潤滑油公司,北京 100028)

世界潤滑油需求預計將以每年 2.3%的速度增長,到 2010年達到 4180萬 t。發動機用油將繼續占全部潤滑油需求的半壁江山,份額為 48%。美國、歐洲和日本引領了發動機油新技術發展潮流,對我國發動機油產生較大影響。文章主要介紹了美國、歐洲、日本以及中國汽車發動機油市場特點及發展趨勢。

發動機油;市場;發展方向

Abstract:According to forecast,lubricants dem and in the w orld w ill increase by 2.3 percent annually,up to 41.8 m ill ion tons in 2010.Engine oil continues to account for half of all the lubricants dem and,up to 48 percent.New technologies on engine oil,w hich are developed in US,Europe and Japan,have a great impact on Chinese engine oilbusiness.Auto engine o ilm arket features and developm ent trends in US,Europe,Japan and China are introduced in this article.

Key words:engine o il;m arket;developm ent trend

0 引言

美國著名咨詢公司 Freedonia的最新研究報告稱,全球制造業的健康發展將推動工業潤滑油(包括工藝油和液壓油)需求的增長,而汽車保有量的不斷提高也將促進汽車潤滑油需求的不斷增長。但由于環保以及成本方面的原因,未來的趨勢將是盡量減少潤滑油消費量。

亞太地區潤滑油需求增長速度最快,其中中國居第一位,而成熟的日本潤滑油市場增長有限。同時由于經濟增長速度放緩以及更加重視延長更換潤滑油的周期,北美和歐洲這些發達市場的需求增速將低于全球平均水平。根據預測,發動機用油將繼續占全部潤滑油需求的半壁江山,份額為 48%。

1 美國車用發動機油市場特點

2009年末 ILSAC GF-5汽油機油規格通過最后批準[1-2],這將意味著更嚴格的燃油經濟性限制、更高性能和催化劑兼容性。從粘度等級看,SAE 10W-30仍然是最常見汽油發動機油,但 5W-30將慢慢趕上,SAE 5W-20、0W-20等較輕等級油品市場份額也將不斷擴大,最終將超過 5W-30,與10W-30、10W-40等傳統高粘度等級油品共存。

而重型發動機油市場正處在“原地踏步”階段,近幾年將基本維持不變。其最新規格為 API CJ-4[3-5],但事實上 CI-4+也在新發動機中使用,一些使用 CI-4+的車隊其微粒過濾器使用狀況仍然良好,對于APICJ-4油,唯一的缺陷是容易形成乳狀液,但由于尚未得到可靠驗證,相關組織正在就是否需要修改發動機油配方進行考查。

從重型發動機油粘度等級看,SAE 15W-40仍然占主導地位,而 SAE 10W-30油以其燃油經濟性和低溫特性等優點正在成為后起新秀。其他一些如SAE 5W-40油也在使用,但尚未成為市場上的主角。此外,市場上還將出現一些特殊的趨勢,其中最引人矚目的是利用生物基礎油來制造可真正降解發動機油技術的開發。第一個產品源自綠色地球技術公司,其基礎油來源于動物脂肪,這對生產環境無害產品是一個重大突破,目前該產品已通過所有API S M試驗。

2 歐洲車用發動機油市場

2.1 歐洲轎車發動機油市場特點

受排放、燃油經濟性和耐久性要求的影響,歐洲轎車發動機油市場還將持續發生變化。

排放方面,新法規不斷出臺,2005年歐Ⅳ標準的實施促使OE M使用先進的后處理系統,如柴油微粒過濾器(DPF),2009年歐Ⅴ標準的實施促使后處理系統應用更加廣泛,要求發動機油與后處理系統兼容。

燃油經濟性方面,提高車輛燃油效率不僅是為了減少礦物燃料消耗,還為了降低二氧化碳排放量,每提高1%的燃油效率可能會降低1.5 g/km二氧化碳排放量。歐盟要求到 2012年車輛二氧化碳排放量降至 130 g/km。為了達到要求,OEM將對車輛和發動機做出進一步的改善,同時也期待著發動機油升級來提高燃油經濟性。

耐久性方面,新發動機設計、后處理系統和燃料改進使得發動機油使用工況更加苛刻,更易使發動機油換油期縮短,因此需要提高機油的耐久性。

這些因素均促使發動機油市場不斷變化。

Lubrizol公司根據油品性能,將轎車發動機油市場分成三個板塊,見圖 1。

圖1 歐洲轎車發動機油質量分析

其中“頂級油品”代表發動機油最高性能水平,按照 SAPS(中或低)、HTHS(高 HTHS＞3.5 mPa·s,低HTHS＜3.5 mPa·s)進一步劃分,主要粘度等級為5W-30油,滿足最新OEM和ACEA C類規格,具有與最新后處理系統兼容性和高燃油經濟性,隨著新車型的開發,頂級油品的需求正迅速提高并填補市場;“高級油品”主要滿足 ACEA A/B規格,特別是A3/B4和A5/B5,在歐洲主要市場上已經使用了 5年,需求仍然強勁,其中 5W-40及 5W-30油專為渦輪增壓汽油機和直噴柴油機設計,但不要求具備與更先進的后處理系統兼容性,最近對 10W-40油進行了升級,也能夠滿足直噴柴油機性能需求;“普通油品”是較低的性能油品,以基本適用為宗旨,如10W-40僅滿足ACEA A3/B3和有限的OEM規格,主要用于老舊發動機上。

此外,Lubrizol公司對歐洲轎車發動機油未來幾年粘度需求變化進行了預測,見圖 2。

圖 2 未來幾年歐洲轎車發動機油粘度分析

由圖 2可見,低粘度等級油 5W-40、5W-30、0W-40和 0W-30比重將繼續增加,高粘度等級油品 20W-50、15W-40和 10W-40需求將進一步下降。

總之,未來幾年內,歐洲轎車發動機油市場將繼續變化,隨著歐Ⅴ發動機的使用,要求發動機油必須具備后處理系統兼容性。頂級油品中低 SAPS發動機油需求將繼續迅速增加,預計到 2010年將占所有發動機油需求的三分之一以上。

2.2 歐洲重負荷柴油發動機油市場特點

同樣受排放、燃油經濟性和耐久性要求的影響,歐洲重負荷柴油發動機油市場也在持續發生變化。

排放方面,歐Ⅳ、歐Ⅴ標準的實施促使OEM使用 SCR(選擇性催化還原)、EGR(廢氣再循環)和DPF(柴油機顆粒過濾器)技術來減少 NOx和顆粒物排放,歐Ⅵ的制定,將進一步擴大DPF、SCR、EGR技術使用范圍,增加了高性能發動機油的需求。

燃油經濟性方面,盡管目前法規還沒有重負荷發動機油燃油經濟性要求,也沒有減少 CO2排放規定,但將來很有可能增加這方面要求。使用低粘度油品可提高燃油經濟性,如用 10W-40和 5W-30油替代 15W-40甚至更高粘度等級油。

耐久性方面,新發動機設計、后處理系統和燃料改進使得發動機油使用工況更加苛刻,需要提高發動機油耐久性,確保滿足要求。

路博潤公司根據油品性能、規格、粘度等級、基礎油類型、排放限制、后處理系統兼容性等將歐洲重型柴油發動機機油市場分為三個類別,見圖 3。

圖 3 歐洲重負荷發動機油質量分析

“極高性能油品”占據歐洲油品市場最高端,代表最高性能發動機油水平,采用APIⅢ類基礎油調合而成,主要粘度等級為 10W-40,區分為 ACEA E6-08和 ACEA E4-08兩個規格,均具有最高水平的發動機耐久性和適用于最苛刻的操作條件。其中ACEA E6-08具有較低 SAPS,適用于帶有先進后處理系統的發動機,特別是DPF,隨著歐Ⅵ排放標準的實施,ACEA E6-08油品應用將越來越廣泛。

“超高性能油品”占據歐洲主要發動機油市場,應用在一般操作條件的發動機上。根據不同性能及SAPS要求,同樣分為 ACEA E7-08和ACEA E9-08兩個規格。ACEA E7-08由 APIⅠ類基礎油調合而成,主要粘度等級為 15W-40,由于歐洲 2008版油品規格取消了同等水平的ACEA E2規格,因此ACEA E7-08油品需求將增長迅速;ACEA E9-08是歐洲 2008版新增規格,包含了許多 API CJ-4的要求,油品由APIⅡ類基礎油調合而成,主要粘度等級為15W-40,具有中 SAPS,用于DPF和 EGR/SCR聯用或共用的發動機上,隨著 DPF使用的增加, ACEA E9-08油品需求也將增加,將來有可能成為滿足歐Ⅵ排放需求的中等性能重負荷發動機油。

“普通油品”是較低性能油品,滿足舊的ACEA和API規格,主要用于老舊車輛發動機上。

發動機油粘度等級和基礎油類型在未來幾年將有很大改變,Lubrizol對此進行了預測,見圖 4。

粘度方面,10W-40和 5W-30等低粘度等級油需求增加,而高粘度 20W-50油和單級油需求下降。基礎油方面,10W-40和 5W-30頂級油品使用導致 APIⅢ類基礎油巨大需求,ACEA E9-08 15W-40高級油品增加了APIⅡ類基礎油需求,而E2、E3、E5的廢棄及車輛的換代將導致舊的 15W-40、20W-50和單級油需求降低,減少APIⅠ類基礎油的需求。

重負荷發動機油市場在未來幾年將繼續改變,排放、耐久性和燃油經濟性的需要將繼續驅動發動機油升級換代。隨著DPF使用增加,對滿足 ACEAE6-08和 ACEA E9-08規格的低 SAPS發動機油需求將迅速增加,預計到 2013年需求將超過所有重負荷發動機油市場的三分之一。

圖 4 未來幾年歐洲重負荷發動機油粘度分析

3 日本車用發動機油市場特點

日本車用發動機油市場不同于北美和歐洲,這是一個幾乎沒有柴油轎車 (僅有少量柴油 SUV)的市場。近年來雖然日本OEM已成功開發柴油發動機技術,包括DPF和 SCR等,但日本市場仍對柴油機存在著排放高以及黑煙、噪音、震動、行駛性能差的不良印象。在汽油機油方面,由日本汽車制造商協會(JAMA)和美國汽車制造商協會(AAMA)聯合成立的國際潤滑材料標準化及審查委員會 ( ILSAC)制定的發動機油質量規格標準—— ILSAC GF-5已于 2009年末通過最后批準[1],對日本同樣意味著更嚴格的燃油經濟性限制、更高性能和催化劑兼容性。日本發動機油粘度將進一步降低,例如豐田公司在2009年第 2季度開始,要求在未來幾年內,豐田、Scion和Lexus 3個品牌發動機用油由 5W-20逐漸更換為 0W-20合成油。

在柴油機油方面,日本本土雖然柴油機很少,但日本向歐洲推出了多款柴油機,其中豐田推出裝有DPNRT M(DPR+脫NOx催化劑)2.2 L D-40柴油發動機、本田推出裝有DPF的ACCORD和 C IV IC車型,此外五十鈴向Opel提供DPF發動機、雷諾向日產提供柴油發動機。日本OEM柴油車裝車油粘度級別主要為 5W-30,并將進一步向 5W-20或 0W -30推進。

4 中國車用發動機油市場特點

4.1 中國車用發動機油市場現狀

近年,隨著國民經濟的高速發展,中國汽車工業經歷“井噴”式發展。2009年中國全年汽車產量大幅度增長 48.3%,達 1379萬輛,其中乘用車增長54.11%,已位居世界汽車生產第一。全國汽車保有量接近 6000萬輛,與日本持平。在這種形勢下, 2009年中國潤滑油消耗增長 6.1%,達 610萬 t,預計到 2015年將達到 800萬 t。而中國潤滑油市場的銷售份額基本穩定,其中國際石油公司總和份額占30%,中國石油占 26%,中國石化占 21%,其他地方廠占 17%,再生油占 4%,進口潤滑油占 2%。中國的經濟仍將持續高速增長,預計 2010年汽車產量將達 1500萬輛,潤滑油成品油需求量都將持續增長。

在如此巨大的市場潛力的刺激下,我國的潤滑油市場也開始步入了快速發展的軌道。從現階段潤滑油的產品質量以及潤滑油的行業發展來看,情況可以說是喜憂參半,部分產品質量無法滿足行業要求是最大的擔憂。目前,在我國市場上大量使用和銷售的是 SF級、CD級的潤滑油,這些級別的產品是無法達到歐Ⅱ排放標準的。此外,如今新車排隊上市,而與世界同步推出的新車也開始出現在中國的市場中,這些車型采用了世界同步先進的發動機技術,從而對潤滑油也提出了更高的要求。

隨著我國對潤滑油的需求趨于高檔化,SG、CF -4以上級別的產品近年來需求增長較快。但是由于經濟發展不平衡,我國潤滑油市場現在的產品級別跨度在 6～7個檔次,而且低檔潤滑油所占比例很高,約占市場份額 40%左右。我國“第一屆石油燃料和潤滑劑分技術委員會 (產品組)第八次會議”于2010年 6月 22日～24日在北京召開,會議審查并通過了多項潤滑油標準,其中修訂 GB/T 7631.3-95《內燃機油分類》。廢止 SC、SD汽油機油品種,增加 GF-1、SJ、GF-2、SL、GF-3、S M、GF-4、SN、GF -5汽油機油品種;廢止 CD-Ⅱ、CE柴油機油品種,增加 CF、CF-2、CG-4、CH-4、CI-4、CJ-4柴油機油品種;在柴油機油分類中增加農用柴油機油。

相比之下,在發達國家,汽油機油早已淘汰了SG級,普及的是 SL、S M級;柴油機油淘汰了 CF級,普及的是 CH-4以上級別,市場上共存的產品級別跨度很小。

在產品質量方面,一些著名的潤滑油制造商也已經在中國市場上推出API S M級別的機油。這些產品給發動機的工作性能、燃油經濟性以及環保方面帶來的好處是以往使用的產品無可比擬的。

4.2 中國車用發動機油市場發展

總體來說,目前中國車用潤滑油市場的主要問題還是存在于低端市場的不規范。從長遠來看,加強市場推廣和準入制度的建立勢在必行;同時在另一方面,中國車用潤滑油市場又呈現出了美好的前景和巨大的市場潛力,整體的市場發展被廣泛看好。

節能、高效、環保、長壽命發動機油將被廣泛使用,近年上市的新車型用油檔次不斷提高,潤滑油產品快速地向著高質量、高檔次的方向發展。但是我國發動機油市場產品等級跨度大、高中低檔發動機油并存的現象仍會持續一段時間。

按照國家污染物排放標準《輕型汽車污染物排放限值及測量方法 (中國Ⅲ、Ⅳ階段)》(GB 18352.3-2005)和《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法 (中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段)》(GB 17691-2005)規定,我國于 2008年 7月 1日起,在全國范圍內新車上牌執行國Ⅲ標準,國內客戶只有選購符合國Ⅲ標準的公告車型,才能掛牌營運;輕型汽車和重型汽車型式核準將分別于2010年 7月 1日和 2010年 1月 1日起實施上述標準Ⅳ階段排放控制要求。

我國部分地區目前已經實施國Ⅳ排放,但 2010年在全國范圍內實施還不現實。為此,環境保護部于 2009年 1月就“國家第四階段機動車排放標準實施方案”公開征求意見,截止時間為 2009年 3月 10日。與此同時,工業和信息化部于 2009年 2月 20日召集部分整車企業、發動機企業和油泵油嘴企業舉辦第四階段機動車排放實施方案座談會。會議爭論的焦點集中在國Ⅳ發動機采用何種技術路線上。大多數企業贊同 SCR(選擇性催化還原),部分企業傾向于采用 EGR+DPF(廢氣再循環加顆粒捕集器)。而就實施時間,不少與會企業認為 2010年實施國Ⅳ時間過于緊迫,建議有關部門延緩至 2012-2013年。此外,在實施步驟上,建議國Ⅳ標準根據地區、車型分階段實施,比如在北京、上海等發達地區可以按時實施,而對于欠發達地區則可以推遲實施。我國車輛國Ⅲ、國Ⅳ排放標準見表 1[1]。

表 1 我國車輛國Ⅲ、國Ⅳ排放指標

為滿足國Ⅲ排放,OEM開始應用電控高壓共軌技術、電控泵噴嘴技術、電控單體泵技術、H泵 + EGR等對發動機進行改造,其中采用電控高壓共軌技術的公司為沃爾沃、奔馳、濰柴、玉柴和錫柴,采用電控泵噴嘴技術的公司為沃爾沃、曼、康明斯,采用電控單體泵技術的公司為奔馳、珀金斯、依維柯,采用H泵 +EGR技術的公司為中國重汽發動機。

但是這些新技術在滿足排放要求的同時也給車輛發動機帶來了一些不利影響,如對潤滑油適應能力較差、增加煙炱及酸性物污染、油中不溶物增加、潤滑油粘度增大、發動機曲軸箱油泥增多、發動機腐蝕和磨損的潛在可能性增大、發動機曲軸箱溫度升高等。要求潤滑油在高溫粘度保持能力、防止蒸發能力、氧化穩定性和高溫沉積控制能力、煙炱分散和處理能力、酸中和能力、有效的酸腐蝕防護能力以及降低發動機磨損能力等方面具備更加優異性能,其中煙炱分散性是目前重負荷潤滑油關鍵指標,因此要求潤滑油配方采用最新分散劑技術以滿足要求。

為滿足國Ⅳ排放,OEM需要采用高壓共軌等技術,并單獨采用 EGR、DOC、SCR和DPF等后處理技術或聯用這些技術。對于燃料油需要降低其硫含量。對于潤滑油,則要求控制灰分、控制硫和磷含量、保持發動機的清凈性、延長使用壽命、提高燃料經濟性等。從以美國為代表的發達國家的用油現狀判斷,多級的、低粘度級別的和良好低溫性能的發動機油比例將不斷增加。這符合社會發展對環保和節能的要求,因此也將成為我國發動機油的一個發展方向。

但是我國發動機油市場產品等級跨度大、高中低檔發動機油并存的現象仍會持續一段時間。特別是農用車輛的發展,將使對低檔發動機油的需求仍保持緩慢增長,可能會出現按車輛類別分類的發動機油,如公路汽車用油和農用車輛用油。

5 總結

以上分析論述了全球主要國家和地區車用發動機油市場的特點和發展方向。應該看到歐美等發達國家在研制開發車用潤滑油方面著重在燃油的經濟性、環保的可持續性下大力氣并取得較好的社會效益和經濟效益。

而目前國內農用柴油機油質低量大,占用了較大資源,并在一定程度上對環境造成一定污染,因此也應考慮加速淘汰低檔油,向國外先進潤滑油技術方向發展。而提高國內潤滑油整體質量的關鍵是基礎油,國外發達國家車用潤滑油 95%是 APIⅡ和APIⅢ基礎油,而國內只有少數幾套加氫異構脫蠟裝置,80%左右仍生產Ⅰ類基礎油。因此加快發展基礎油深加工迫在眉睫。

Auto Eng ine O ilM a rke t Fea tures and Deve lopm ent Trends in M a jor Countries and Reg ions

MA Shuang1,WU Chang-yu1,Y AO Bin2
(1.PetroChina Dalian Lubricating O ilR&D Institute,Dalian 116023,China; 2.PetroChina Lubricant Company,Beijing 100028,China)

TE626.32

A

2010-06-13。

馬爽(1975-),女,經濟師,1993年畢業于齊齊哈爾輕工學院工業外貿專業,現主要從事于信息調研工作。

1002-3119(2010)06-0009-05