道路运输领域天然气汽车应用现状与前景

2012-08-15 00:44王晓华
商用汽车 2012年17期
关键词:城际营运燃料

王晓华

100多年来全球汽车应用的传统能源是柴油和汽油,而汽车已是石油消耗的重点领域,是大气污染和气候变化的重要源头。如今,节能环保成为席卷全球的风潮,在多种汽车节能方案中,使用替代能源逐渐被大家所接受,而大力推广使用汽车替代能源已成为世界许多国家能源政策的重要方向。中国道路运输协会名誉会长姚明德在日前召开第9届客车市场研究会上对道路运输领域推广应用天然气汽车的现状和前景进行了详解。

天然气是道路运输车辆理想的替代能源

1.国家鼓励推广使用替代能源

根据目前我国颁布的法规和政策,天然气是短时间内替代燃料的主要发展对象。《节约能源法》第45条规定:国家鼓励开发和推广应用交通运输工具使用清洁燃料、石油替代燃料。《汽车产业发展政策》第9条指出:国家支持研究开发醇燃料、天然气、混合燃料、氢燃料等新型车用燃料,鼓励汽车生产企业开发生产新型燃料汽车。而在国家《节能中长期专项规划》、“十一五”和“十二五”《节能减排综合性工作方案》中都明确提出实施“节约和替代石油工程”。

2.营运车辆各类替代能源的比较

目前,可供营运车辆使用的替代能源有天然气、电、乙醇、甲醇、生物柴油、二甲醚等。虽然国家发布节能和新能源汽车发展规划,鼓励以电代油,大力示范推广电动汽车,但发展电动汽车的研发和配套成本较高;此外,国家发改委已经在10个省份推广乙醇汽油试点,工信部则正在上海、山西、陕西等地进行甲醇汽车试点,生物柴油和二甲醚等替代能源仅在少数地区进行试点应用。综合而言,目前能够满足营运车辆使用要求、应用最为广泛的替代能源是天然气。

3.天然气用作营运车辆燃料的优势

天然气污染小,价格低,资源丰富、技术成熟、安全可靠。在车辆的全生命周期内,天然气汽车(NGV)的能源效率高于燃油车和大多数其他替代燃料汽车。

与燃油车相比,NGV可减少CO2排放10%(与柴油车相比)到25%(与汽油车相比),减少NOx排放超过30%,减少SOx超过90%,减少CO超过20%,减少粉尘排放接近100%,几乎可以实现PM2.5零排放;因此,营运车辆推广使用NGV有利于道路运输行业实现低碳绿色发展,有利于企业降低燃料成本。

但是,NGV在应用中也存在一些劣势,例如天然气在运输、储存、加注等方面比燃油难度大。

4.营运车辆使用LNG的优势

液化天然气汽车(LNGV)与压缩天然气汽车(CNGV)相比,前者续驶里程长,加气速度快,使用效率高,车辆推广不受管网限制,燃料价格机制灵活,气瓶体积小、质量轻。虽然LNG价格高于CNG,但因其优势突出,不仅在公交车得到应用,在城际长途客货运输车辆中也受到企业青睐,成为首选的替代燃料。

我国推广使用NGV的基本情况

1.近10年来全球NGV的发展

据世界天然气汽车协会(IANGV)统计,2010年全球NGV保有量已达1267.4万辆,约为2000年的10倍,年均增长超过25%,共有加气站1万8202座。目前亚太地区是世界NGV增长最快的地区,NGV的总量已占全球总量的50%以上,拉美地区约占全球的1/3。IANGV预测,2020年全球NGV将达到6500万辆左右。

2.我国推广使用NGV的历程和成效

我国NGV的发展已有50多年的历史。早在20世纪60年代,四川自贡市就开始将天然气用作汽车燃料。1999—2009年,我国开展“清洁汽车行动”,示范推广天然气汽车,取得很大成绩。进入21世纪以来,NGV的推广应用进入了快速发展阶段。

3.我国NGV产业链已经形成

我国大约有60家汽车制造企业能够生产NGV整车,约有450个车型(含底盘)获得产品公告;天然气发动机有几十种机型、功率覆盖40~480 kW,产能达8万台/年,玉柴、潍柴等燃气发动机得到广泛应用;与NGV配套的车用气瓶已经形成了全系列的设计和生产能力,年产能超过80万只,居世界首位;加气站用成套设备的设计制造也已全部实现国产化,配套齐全,性能可靠;CNG长管挂车、CNG罐式集装箱挂车和LNG槽车完全能满足国内需要。截至目前,我国已经形成了天然气生产、运输、加注和NGV整车及零部件研发、制造及推广使用的技术标准体系和产业链。NGV及配套装备不仅满足了国内市场需求,而且批量出口海外。

4.道路运输领域推广应用NGV取得成效

我国道路运输推广NGV是从CNGV起步的,10多年来重点推广CNGV。目前我国道路运输中的NGV,大多数是出租车,其次是公交车,只有少量的城际客货运输车。在NGV的燃料结构方面,目前绝大多数车辆使用的是CNG,但随着LNG技术的发展,LNGV自21世纪开始在道路运输领域示范推广。2001年,北京公交组建了50辆规模的LNG公交车示范车队,并建起1座LNG科技示范加气站。2006年我国第一个LNG接收站在深圳大鹏湾建成,LNG汽车迈入商业化推广使用阶段。目前全国31个省市区共有加气站约2000座,全社会NGV总量超过100万辆。其中,四川、山东、重庆、新疆、陕西等地的NGV推广走在前列。

5.目前推广应用NGV的主要问题

在NGV快速发展的过程中,仍存在一些急需解决的问题。

首先是缺少国家高层面的总体规划和扶持政策,如NGV的总量规模和加气站的建设规划、促进NGV产品研发和推广使用的财税政策等,NGV的信息和统计渠道也不畅通。

其次是目前车用天然气与燃油的比价政策需要进一步理顺。车用燃气的价格不断上涨,导致许多车主和企业对应用NGV产生疑虑,观望等待。

第三是NGV的基础设施总体上仍然落后。天然气加气站用地、审批十分困难,部分城市车用天然气供应不足,造成车辆加气难,加气站网络还远未形成。

第四是NGV产业链和推广应用的标准规范体系尚需进一步完善。NGV的燃料消耗量的限值标准、NGV的能效检测、评价标准和NGV使用维护规范、强制保养制度、NGV关键装置和产品的认证制度等尚未建立。

道路运输推广应用NGV的前景

1.对推广应用NGV的基本预测

目前我国已经在气源保障、技术支撑、政策环境等方面具备了大力推广应用NGV的条件。预计“十二五”期间,在国家能源政策的引导下,如果车用天然气的价格能够稳定在目前水平,NGV的推广应用将呈现步伐加快、市场扩大、总量增加、技术提升的新局面。

(1)道路运输NGV总量预测。2011年底,全国拥有营运车辆1435.46万辆。“十一五”期间,我国营运车辆年均增长10%。“十二五”期间营运车辆的年均增长,如果公路客货车按照6%、公交车按照5%、出租车按2%预测,2015年全国营运车辆将达到1888.6多万辆。近10年来,世界NGV年均增长速度超过25%。我国的NGV总量,按照NGV总量年均增速15%的保守预测,2015年我国全社会NGV保有量将达到200万辆。其中,道路运输营运车辆将达到100万~120万辆,约占届时营运车辆总量的6%~8%。NGV的主体将仍然是出租车,其次是公交车,而天然气城际客货运输车的比例将大幅度上升,有可能达到20万~30万辆。

(2)国家继续鼓励推广应用NGV。《中华人民共和国节约能源法》《节能中长期专项规划》《中国节能技术政策大纲》《天然气利用政策》《“十二五”节能减排综合性工作方案》等一些列法规政策等都明确鼓励运输车辆使用清洁替代能源,并实施“节约和替代石油工程”,鼓励汽车使用天然气等清洁替代燃料。

2.交通运输部重视推广应用NGV

2010年9月,交通运输部在济南召开“推广使用天然气汽车座谈会”,交通运输部副部长高宏峰在会上强调,推广天然气汽车符合国家调整能源结构的要求,要在充分调研和论证的基础上开展试点工作,逐步扩大使用范围。2011年11月底,交通运输部政策法规司与国家能源局油气司在北京联合举办“交通运输业推广使用天然气车船研讨会”,交通运输部党组成员、政策法规司司长何建中和国家能源局油气司司长张玉清都明确表示,要大力支持和鼓励发展使用天然气动力运输车辆和船舶。

与此同时,交通运输部还制定了多个文件鼓励应用NGV,其中《建设低碳交通运输体系指导意见》和《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》明确提出:将“推广使用天然气车辆”列入“节能与新能源车辆示范推广工程”;在有条件的地区鼓励道路运输企业使用天然气、混合动力等燃料类型的营运车辆,鼓励在干线公路沿线建设天然气加气站;逐步提高城市公交、出租汽车中天然气车辆的比重,在城市物流配送、城际客货运输车辆中积极开展试点推广工作,以新购置天然气车辆代替淘汰的老旧车辆。

交通运输部还在相关活动中积极推进NGV的应用,并推出4个应用NGV的示范项目,总结宣传福建省汽车运输总公司《液化天然气(LNG)在道路运输车辆上的应用》、河南省交通运输厅道路运输局《中原绿色客运新干线项目——CNG汽车的应用》、新疆金包物流等4个单位使用NGV的经验;另在交通运输行业开展的“车、船、路、港”千家企业低碳交通运输专项行动中,“推广清洁燃料车辆”是活动的主要内容之一,“以气代油”成为鼓励政策。

在资金支持方面,政府部门实施“以奖代补”的鼓励措施。财政部和交通运输部印发《交通运输节能减排专项资金管理暂行办法》,将推广使用NGV列入鼓励支持范围,对于使用NGV取得实际效果的按照天然气的实际替代量给予奖励,在2011年和2012年3批奖励项目中,“天然气汽车应用”项目有107个,获得2亿3380万元的奖励,占专项资金总额的31.1%。

此外,交通运输部还在辽宁、宁夏、江苏、山东等地,以及广东汽运集团、山西汽运集团等单位开展城际道路客货运输车辆推广NGV试点,以点带面,重点推进LNGV的使用。

3.推广NGV关键是天然气价格

世界各国的经验证明,天然气的价格政策是推广应用NGV的关键。2010年5月,国家发展改革委《关于提高国产陆上天然气出厂基准价格的通知》要求,各地要按照与90号汽油最高零售价格不低于0.75∶1的比价关系,理顺车用天然气价格;因此近2年来,各地均大幅度提高了车用天燃气的价格,导致目前有许多企业对使用NGV持观望怀疑态度。根据国家发改委的解释,确定这一价格比例的本意是,既要解决车用天然气价格偏低的问题,又要实行价格优惠政策鼓励推广使用NGV。

使用CN G的出租车,气油替代比一般为1~1.05∶1,而公交车和城际客货运输车的气油替代比,LNGV平均约为1.2∶1(天然气重卡可达到1.3~1.4∶1),CNGV平均约为1.25~1.3∶1(均包括汽车的空调用气)。按天然气价格比例不低于0.75计算,天然气运输车辆降低燃料成本的空间分别为:出租车20%~25%;公交车和城际客货车,LNGV约为10%,CNGV约为5%。由于天然气公交车和城际客货车的价格一般比燃油车的价格高出5万~10万元,因此,如果全国的NGV都实施这一价格比例,公交车和城际客货运输车使用天然气已经基本上没有成本优势可言。NGV(出租车除外)的发展将受到车用天然气价格的制约而放缓步伐,甚至停滞。

目前NGV能够得到快速发展的重要原因之一,是大多数地区车用天然气的价格与汽油(柴油)的比价仍为0.6左右,并没有达到0.75。如果全面按照不低于0.75的比价政策实施,NGV的发展应用必将因失去经济动力而减缓,甚至停滞。

4.推广应用NGV气源有保障

2015年我国NGV的年用气总量,约为160亿~200亿m3。国家能源局预测2015年全国天然气消费量约为2600亿m3。届时NGV的天然气用量仅占全国天然气消费总量的6.2%~7.7%。

就全球范围而言,世界天然气探明储量、产量、消费量和贸易量不断增长。据英国《BP世界能源统计2011》统计:全球天然气剩余探明储量2011年为208.4万亿m3,比2001年增长了23.68%,储采比(煤、石油及天然气等矿物能源的保有储量(或剩余可采储量)与年开采量之比值)为63.6。2011年,全球天然气产量、消费量和贸易量(进口量)分别为3.276万亿m3、3.223万亿m3、1.025万亿m3,同比分别增长了3.1%、2.2%、3.9%。

我国天然气资源比较丰富,储量和产销量快速增长。根据我国第3次油气资源评价,我国常规天然气的远景资源量为56万亿m3、地质资源量为35万亿m3、可采资源量为22万亿m3,位居世界前列。2011年我国天然气的产销量分别为1025亿m3、1307亿m3,同比分别增长了8.1%和21.5%。

此外,进口天然气是我国气源供应的重要保障。目前已经规划建设了通过“西气东输”管线进口中亚气、通过东部沿海接收站进口LNG的基础设施,“十二五”期间将形成年进口600亿~700亿m3的能力。2011年,我国天然气进口达2258.1万t(约合305亿m3),同比增长89.0%,天然气对外依存度达21.6%。

与此同时,我国的煤制天然气产业也在大力发展之中。目前,国家发改委核准、地方备案和已经开工建设的煤制天然气项目共有10个,将于2015年形成年产250亿m3的供气能力。

另外,中石油、中石化、中海油和新奥能源等国内大型天然气供应公司都已经把天然气车船作为重点业务领域,计划投入巨资建设加气站,发展车船用天然气。

5.大力建设NGV加气网络

目前供NGV公交车和出租车加气站主要在市区或近郊区,数量偏少,为城际客货运输车辆服务的加气站更少。预计“十二五”期间这种情况将得以改善。截至目前,国内各大供气公司都制定了加气站建设规划,仅中石油、中海油、中石化、新奥能源、新疆广汇等大型供气公司“十二五”期间规划建设的加气站就超过6000座。各省也都将发展天然气等清洁能源列入地方经济社会发展规划,并将结合城乡发展天然气的规划、天然气管道网和进口LNG接收站点、沿着NGV较为密集的高速公路和干线公路加快布局和建设加气站;道路运输企业也将充分利用自己的客货运输站场、物流园区建设加气站。

考虑到各种不可预见的因素,保守地预计,“十二五”期间我国将建成世界最大的NGV加气站网络,将新增3000座左右,加气站总量将超过5000座。

6.营运性NGV的结构将优化

10多年来营运性NGV主要是CNG公交车和出租车,而占营运车辆总数超过85%的道路城际客货运输车辆中却很少使用,LNGV的数量很少。预计“十二五”期间,NGV的推广应用将扩展范围,优化结构。城市公交车和出租车仍为推广应用的重点;城际道路客货运输将大力推广应用LNGV;城市客运大力推广NGV,其中LNGV将成为重点。2011年初以来,交通运输节能减排专项资金奖励的100多个项目中多数与城际客货运输车有关,由此也将促使城际客货运输车在NGV应用方面有所进展。

此外,近2年来,NGV商用车的销售量高速增长。2012年,我国卡车市场销售量同比大约减低30%,而NGV的销量增长在50%左右,NGV客车的销售量大约增长超过50%。这些都是NGV商用车快速发展的信号。

7.NGV新技术将得到应用

一是NGV整体车辆技术将进一步提升,节气、环保、安全将成为NGV技术攻关和发展的重要取向,各种节气和安全新技术将逐步面世并得到应用。

二是缸内高压直喷发动机技术将逐步完善推广。该技术具有功率大、气耗低、效率高的特点,代表了天然气发动机技术的新潮流,将逐步完善并得到广泛应用。

三是双燃料(或混合燃料)发动机技术将有新的发展。近期柴油-天然气混合燃料卡车已经工信部批准投放市场,预计将在试用、试点并进一步完善后得到企业的认可和使用。

四是发动机再制造技术的发展,有可能使在用车改造为NGV的市场获得新的发展。

五是有关NGV产业链中的标准规范将进一步完善,NGV将同燃油车一样制订并实施最低气耗限额标准。

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