劉光輝 王星 王文峰
(中國汽車技術(shù)研究中心有限公司)
據(jù)統(tǒng)計(jì),交通運(yùn)輸行業(yè)污染物排放是大氣污染物排放的重要來源,天然氣汽車作為清潔能源汽車,具有對環(huán)境相對友好及使用成本較低廉等優(yōu)勢,已經(jīng)成為我國替代燃料汽車的主體。為了擴(kuò)大天然氣重型卡車在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用規(guī)模,降低貨運(yùn)行業(yè)污染物排放,需要對天然氣重卡的市場現(xiàn)狀、發(fā)展驅(qū)動因素等內(nèi)容進(jìn)行深入研究。
在GB 1589的實(shí)施和全國范圍內(nèi)治理超載超限執(zhí)法行動等政策推動下,運(yùn)輸市場運(yùn)力緊張,加之國內(nèi)油價(jià)不斷上升,天然氣的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢凸顯。2017年天然氣重卡市場規(guī)模達(dá)到8.6萬輛,同比增長426%。但隨著冬季北方取暖季開始以及環(huán)保壓力下各地“煤改氣”項(xiàng)目的大量實(shí)施,2017年冬季,全國尤其是北方省份氣源供應(yīng)緊張,LNG價(jià)格暴漲,部分地區(qū)車用LNG價(jià)格達(dá)到10元/kg,對天然氣車輛用戶正常生產(chǎn)經(jīng)營造成極大影響,嚴(yán)重影響用戶購買使用天然氣車輛的信心。進(jìn)入2018年以來,天然氣重卡市場持續(xù)低迷,1—6月,天然氣重卡產(chǎn)量僅1.3萬輛,同比下滑62%,如圖1所示。
圖1 2012—2018年6月天然氣重卡產(chǎn)量分析
2018年1—6月,天然氣牽引車產(chǎn)量達(dá)9 662輛,占整體天然氣重卡產(chǎn)量的72%,如圖2所示,牽引車成為天然氣重卡最主要的車型。但整體上,天然氣牽引車在整體牽引車市場中比重依然較小,如圖3所示,仍然屬于小眾車型。
圖2 2012—2018年6月天然氣牽引車產(chǎn)量占天然氣重卡產(chǎn)量比例
圖3 2012—2018年天然氣牽引車產(chǎn)量占整體牽引車產(chǎn)量比例情況
煤炭運(yùn)輸、普通配貨運(yùn)輸以及危險(xiǎn)品運(yùn)輸是天然氣牽引車三大主要應(yīng)用領(lǐng)域,其中煤炭運(yùn)輸用車占整體天然氣牽引車市場的60%。路線固定、距離相對適中、對運(yùn)營成本敏感是影響煤炭運(yùn)輸用戶選擇天然氣牽引車的主要原因。與同類型柴油牽引車相比,天然氣牽引車的燃料成本可節(jié)省10%~30%。以新疆烏魯木齊為例,LNG的價(jià)格為5.6元/kg,0#柴油的價(jià)格為8.02元/L,按照年均行駛10萬km計(jì)算,柴油車燃料成本達(dá)到28萬元,天然氣車燃料成本為18.5萬元,燃料成本節(jié)省超過30%。
山西、陜西、河南、河北、新疆等省份煤炭運(yùn)輸需求旺盛,加氣站建設(shè)相對超前,氣價(jià)相對便宜,這些因素大大地促進(jìn)了天然氣牽引車在當(dāng)?shù)氐耐茝V應(yīng)用。2018年1—6月,全國共銷售天然氣牽引車2.4萬輛,其中山西銷售7 472輛,占比達(dá)31%。山西、陜西、河北、新疆、山東5個省份銷售量占整體銷量的71%,保有量規(guī)模占整體天然氣牽引車保有量規(guī)模的80%?!端{(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》明確要求“2019年7月1日起,重點(diǎn)區(qū)域、珠三角地區(qū)、成渝地區(qū)提前實(shí)施國Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)。推廣使用達(dá)到國Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)的燃?xì)廛囕v”,這必將促進(jìn)天然氣重卡尤其是天然氣牽引車在這些地區(qū)的發(fā)展。
由于煤炭運(yùn)輸市場亂、行業(yè)門檻低、道路事故頻發(fā)和車輛超載超限等暴力裝載現(xiàn)象突出,因此煤炭運(yùn)輸車輛以中低端車型為主。中低端牽引車占整體天然氣牽引車市場的65%,主要車型包括青島解放悍V系列、陜汽重卡M3000以及陜汽X3000和一汽解放J6等。2017年初以來,隨著各地對超載超限運(yùn)輸治理力度的不斷加強(qiáng)和用戶對運(yùn)輸時(shí)效性的要求越來越高,功率在300 kW以上的天然氣牽引車在煤炭運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用比重不斷加大,2018年1—7月,功率在300 kW以上的天然氣車型占比達(dá)到46%,同比上升17%,同時(shí)功率在280 kW以下的車型占比同比下滑20%,車型比重下滑至29%。
我國天然氣汽車發(fā)展至今,具備產(chǎn)品技術(shù)相對成熟、適宜發(fā)展的區(qū)域相對明確、市場認(rèn)知度和接受度較高、產(chǎn)業(yè)體系完善和氣源保障程度高等特征,為進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)展規(guī)模奠定了良好基礎(chǔ)。
1)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善、氣源保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)。中國天然氣儲運(yùn)設(shè)施不斷完善,供應(yīng)能力進(jìn)一步提升。2017年以來,陜京四線等天然氣主干管網(wǎng)以及江蘇啟東多個LNG接收站陸續(xù)運(yùn)營,干線管網(wǎng)總輸氣能力達(dá)3 100億m3/a,LNG總接收能力達(dá)5 960萬t/a[1],天然氣供應(yīng)保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)。同時(shí),中俄天然氣輸氣管道以及深圳、浙江等地多個LNG等重大工程的加快建設(shè),都為天然氣汽車未來發(fā)展提供了能源保障。2)國內(nèi)加氣站數(shù)量建設(shè)適度超前。截至2017年底,國內(nèi)LNG加氣站約有3 100座,其中LNG加氣站保有量超過100座以上的省份的加氣站數(shù)量占比超過60%。從LNG加氣站分布情況來看,我國LNG加氣站集中分布在LNG消費(fèi)大省及內(nèi)蒙古、陜西、山西等LNG產(chǎn)出大省,基本可以滿足目前天然氣汽車的加氣需求。3)天然氣汽車市場化發(fā)展機(jī)制已經(jīng)形成,產(chǎn)業(yè)鏈完善。縱觀我國天然氣汽車的發(fā)展歷程,天然氣汽車發(fā)展到現(xiàn)在的規(guī)模,雖然有政府推廣支持的影響(“清潔汽車行動”),但更多的是市場化發(fā)展的結(jié)果。尤其是在國際油價(jià)不斷上漲的背景下,國內(nèi)天然氣汽車快速發(fā)展,形成了加氣站設(shè)備、車用天然氣儲運(yùn)、天然氣發(fā)動機(jī)、燃?xì)庀到y(tǒng)、車用氣瓶、天然氣整車、天然氣改裝和天然氣汽車維修培訓(xùn)等完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。4)燃?xì)廛噰鰳?biāo)準(zhǔn)率先實(shí)施、柴油貨車通行受限等都對天然氣重卡發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。2018年6月,GB 17691—2018《重型柴油車污染物限值及測量方法(中國第六階段)》發(fā)布,重型天然氣汽車將于2019年7月1日起率先實(shí)施國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),各地出臺的《藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》中均明確提出了淘汰國Ⅲ及以下排放車輛的相關(guān)計(jì)劃,尤其是河北、山東、天津等地港口均出臺了停止使用柴油車運(yùn)輸集疏港煤炭的相關(guān)規(guī)定,這些都對天然氣重卡的推廣起到了積極的促進(jìn)作用。5)經(jīng)濟(jì)性是天然氣重卡市場發(fā)展的核心驅(qū)動力。煤炭運(yùn)輸是天然氣重卡最主要的應(yīng)用場景。按照平均行駛里程為12 000 km/月、常用車速為80~90 km/h等典型煤炭運(yùn)輸場景工況,分別計(jì)算了油氣價(jià)差在2,1,0.5元/L時(shí)天然氣重卡車輛的投資回報(bào)周期,如表1所示。從表1可以看出,與柴油重卡車輛相比,油氣價(jià)差超過2元/L,天然氣車輛可節(jié)省燃料費(fèi)用約9 000元/月,8個月可收回前期多投入的車輛購置成本;當(dāng)油氣價(jià)差保持在1元/L時(shí),天然氣車輛可節(jié)省燃料費(fèi)用約5 000元/月,15個月可收回前期多投入的車輛購置成本;當(dāng)油氣價(jià)差小于0.5元/L時(shí),投資回報(bào)期則加長到28個月,超過煤炭運(yùn)輸車普遍24個月的車輛更新周期,天然氣牽引車市場將基本停滯。因此,保持合理的油氣價(jià)差,保證天然氣車輛的經(jīng)濟(jì)性是推廣使用天然氣車輛的核心驅(qū)動力。
表1 天然氣重卡經(jīng)濟(jì)性測算
從全球范圍看,石油在機(jī)動車用燃料消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位。機(jī)動車已經(jīng)成為中國能源需求增長最快的領(lǐng)域之一,車用能源多元化是保障中國能源安全,應(yīng)對氣候變化所必須采取的措施。隨著汽車保有量的增加,我國車用燃油消耗量迅速增長,從而帶動石油對外依存度持續(xù)上升。2017年中國國內(nèi)石油凈進(jìn)口量為3.96億t,石油對外依存度達(dá)到67.4%[2]。因此,發(fā)展以天然氣為主的替代燃料汽車對改善目前交通部門的能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)汽車燃料結(jié)構(gòu)的多樣化與低碳化具有重要意義。
據(jù)《中國機(jī)動車環(huán)境管理年報(bào)(2018)》統(tǒng)計(jì),2017年,全國重型貨車CO排放量為525.6萬t,HC排放量為77.7萬t,NOx排放量為284.5萬t,PM排放量為29.2萬t,分別占汽車排放總量的18%,22.7%,53.4%,59.9%。全國重型柴油貨車4項(xiàng)污染物排放量分別為213.0,46.1,244.6,29.2 萬 t,分別占重型貨車排放總量的 40.5%,59.3%,86%,100%。根據(jù)文獻(xiàn)[3],使用天然氣替代汽柴油作為汽車燃料,可使CO排放量減少97%,HC 減少 72%,NOx減少 39%,CO2減少 24%,SO2減少90%,有效降低交通運(yùn)輸行業(yè)的污染物排放量[3]。
天然氣作為重要的清潔能源,提高其消費(fèi)比重是改善我國能源結(jié)構(gòu)的有效措施。目前車用天然氣消耗量占整體天然氣消耗量的10%左右,發(fā)展天然氣汽車有利于擴(kuò)大天然氣有效需求,提高清潔能源消費(fèi)比重,符合我國由高碳向低碳轉(zhuǎn)型的能源發(fā)展方向,促進(jìn)“十三五”末天然氣占能源消耗比例10%的目標(biāo)的達(dá)成。同時(shí),發(fā)展天然氣汽車符合國家發(fā)展綠色交通運(yùn)輸體系的要求,能提高清潔能源車輛在整體交通運(yùn)輸車輛的比重和改善交通運(yùn)輸用能結(jié)構(gòu)。
基于我國發(fā)展天然氣重卡驅(qū)動因素以及必要性分析,與燃油車相比,在我國推廣天然氣重卡具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可行性,是改善我國當(dāng)前車用能源結(jié)構(gòu),尤其是降低交通貨運(yùn)行業(yè)長途干線車輛排放污染的最佳路徑。隨著藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)不斷深入實(shí)施、環(huán)保政策的不斷加嚴(yán)、加氣站布局的完善、市場化的天然氣價(jià)格體制逐步形成和天然氣供應(yīng)的穩(wěn)定,天然氣重卡市場規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大,車輛使用場景將更加豐富,包括環(huán)衛(wèi)車輛、城市渣土車、港口牽引車以及快遞、快運(yùn)車輛的使用規(guī)模都將進(jìn)一步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)到2020年天然氣牽引車的市場規(guī)模將達(dá)到15萬輛,占整體天然氣重卡車輛的80%左右。