中石化天然气分公司 罗 帅 孔 军 张龙焕
我国LNG汽车的发展现状及趋势研究
中石化天然气分公司 罗 帅 孔 军 张龙焕
车用LNG由于其经济性、能量密度大等诸多特点而越来越受到重视,逐渐发展成为一个潜力巨大的高端市场。文章从车用LNG的优势、我国车用LNG市场目前发展现状、发展趋势以及出现的一些问题对这一领域做以研究,并就行业发展提出合理建议。
LNG 天然气汽车 环保 替代能源 加气站
天然气由于对大气环境的污染少而被称为清洁能源,其相对汽车使用柴油、汽油又具有显著的经济性优势,因此世界各国都将压缩天然气(CNG)作为汽车的理想替代燃料。
LNG是经超低温(-162 ℃)常压液化形成的液化天然气,其突出优点是LNG能量密度大(约为CNG的3倍),汽车续驶里程长(可达400 km以上),因此LNG应用于汽车为天然气汽车的推广提供了全新的路线,拥有广阔的发展前景。随着我国LNG资源的日渐丰沛,加之撬装式LNG加注设备、LNG低温容器、LNG运输槽车的国产化以及各类LNG汽车的普及,近几年来我国LNG汽车市场开始进入规模推广阶段。
1.1 环保优势
据相关数据,天然气燃烧后产生的温室气体大约比煤炭减少1/2,比石油较少1/3~1/4。使用天然气作为发动机燃料相比于使用燃料油,尾气中有害物质的含量明显减少,其NO2、CO2含量分别降低98%和30%,颗粒物的排放几乎为零(使用天然气的公交车比国Ⅳ标准的柴油公交车PM2.5的排放量降低93%),天然气发动机的声功率只有燃油发动机的36%,更有利于环保。在环保压力越来越大的今天,推广更为清洁的天然气车船用是一种必然趋势。
1.2 经济优势
天然气热值约为38 MJ/m3,1 m3天然气约相当于0.95 L柴油或1.1 L汽油或0.9 kg液化石油气。因此基于目前市场上的柴油及车用天然气价格计算,相同功率的发动机,使用天然气比使用柴油可节省燃料费25%~30%,比使用汽油节省30%~35%。日行驶300 km的天然气出租车每天可节省燃料费90元,LNG重卡则每年可多盈利8~10万元,因此尽管天然气汽车(发动机改装或原装)相较于一般汽车较贵,但多出的费用基本可通过燃料节省在数年之内收回成本。
1.3 政策优势
法规标准在LNG产业发展中起到十分重要的地位和指导性作用。基于环境压力和能源安全的考虑,国家大力推广天然气在交通领域作为替代燃料的应用,《2012—2020年节能与新能源汽车产业发展规划》、《节约能源法》、《天然气利用政策》、交通运输部《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》、《加快建设绿色低碳交通运输体系指导意见》等都明确提出鼓励使用NGV,交通运输部将NGV的应用列入《交通运输节能减排专项资金》的鼓励支持范围。2011~2013年使用节能减排专项资金约5亿元奖励了数百个“天然气汽车项目”。从中不难看出国家对天然气车船用的重视与鼓励。
1.4 资源保障及技术基础优势
随着我国沿海LNG码头的陆续规划建设和陆上LNG工厂的相继投产,国内LNG资源供应日益充沛。据相关数据统计,未来几年,已规划的陆上LNG工厂若全部达产,LNG供应能力将达1 000万t/y,再加上LNG码头所供的部分LNG液体,LNG液体资源量可达1 600万t/y,这为LNG汽车的发展提供了充足的资源保障。
这里所说技术基础优势是指天然气汽车相对于其它新能源汽车而言的优势。《新能源汽车产业发展规划》在支持发展天然气汽车的同时也鼓励因地制宜发展其它替代燃料汽车,鼓励生物燃料(乙醇、生物柴油等)、煤基燃料(甲醇、二甲醚等)和电能等资源丰富的地区发展替代燃料汽车,促进车用能源多元化发展。但在所有这些替代能源中电能由于受到电能储存技术发展水平的制约短期内难以有较大推广,而其他燃料则普遍存在资源量不足的问题,唯有天然气资源丰富且技术成熟。现在我国已经基本形成了天然气生产、运输、加注和NGV及零部件研发、制造及推广使用的技术标准体系和产业链。
车用燃料尤其是道路运输企业选择替代能源的基本要求包括资源的可持续性、技术的可靠性、成本的经济型、使用的方便性和政策的可行性等多个方面,在这些方面车用天然气都基本满足。综上所述,在可预见的十几年内车用替代燃料市场将会呈现以气为主、多元发展的局面。
2.1 天然气汽车的发展
我国CNG汽车和LNG汽车发展的情况见图1、图2。
图1 我国CNG汽车数量发展情况
图2 我国LNG汽车数量发展情况
随着各地城镇化水平和对环境质量要求的提高,作为具有价格竞争力的天然气,将在各城市公共交通运输业实现大发展,主要表现为:天然气将成为大多数中小城市的出租车主要燃料,大中城市的公交车、市政用车将逐步向天然气等清洁燃料车升级,局部地区私家车天然气燃料改造比较踊跃;LNG车将在城际车、重卡、工程车领域有所发展,LNG重卡甚至将成为重卡市场主角。至2013年底,我国天然气汽车已达170万辆,其中LNG汽车已超10万辆。天然气汽车数量占汽车总数比例约为1%,发展潜力还很巨大。未来几年我国天然气汽车的复合增长率将达30%,LNG汽车保有量增速更将达到惊人的50%。预计2015年天然气汽车总量将达到230~250万辆(其中公交车约18万辆,出租车约60万辆,城际客车和货车约25万辆),年耗气近200亿m3,在交通运输领域的汽柴油替代率将达3%。到2020年,国内20%的客车、10%的货车、30%的公交车将以LNG为燃料,届时中国营运的LNG车辆有望达到135万辆,年LNG需求量可达500万t,成为支撑LNG液体消费的主力市场(占比将超60%)。
2.2 天然气加注站的发展
随着天然气汽车市场的发展,加气站建设逐日升温。至2013年底,我国已建加气站4 000多座,年耗天然气约100亿m3(单个CNG加气站平均日加气量为15 t,年CNG消耗量折合汽油约1 255万t;单个LNG加气站日均加气量为6.03 t,年LNG消耗量折合柴油约227.8万t)。目前加气站已遍布31省市、自治区,不过大部分集中在山东、新疆、四川、广东、河南等临近气源或天然气汽车市场开发较早的地区。
图3 我国LNG、CNG加气站数量统计
目前相关部门已经制定出台了《关于液化天然气汽车加气站技术规范》、《汽车加油加气站设计与施工规范》,随着这些相关规范标准日臻完善,加气站的建设布局将加速。
国内各大石油公司及燃气公司已开始争相跑马圈地,规划建设加气站。中石油计划在未来几年投建1 500座以上LNG加气站,中海油也规划了上千座LNG加气站的布局,并准备依托其数量众多的LNG接收站由“两江一湾”向内陆发展,中石化则着手上千座加油站的改建,推行油气合建的策略。
各燃气公司及部分民营企业也纷纷在自己的市场区域内争相规划建设加气站,加气站的建设随着天然气汽车的蓬勃发展,将迎来一波建设高潮。
3.1 加气难阻碍天然气车用的推广
在天然气汽车产业蓬勃发展的同时,目前加气站的建设相对于天然气汽车的发展而言显得有些滞后,现阶段车、站比例还是过高,加气不便使得天然气汽车的发展受到阻碍。目前我国城市中的加气站主要是供出租车和公交车使用,总体上数量偏少,且多分布在市郊(加气站用地既要选择商业用地,又要远离居民区),加气不方便,而为城际客货运输车辆服务的加气站更是寥寥无几,已成为天然气卡车和客车推广的主要障碍。每年冬春之际,采暖用气需求激增、天然气供不应求的情况下,天然气汽车更是遭遇加气难的情况。整个天然气汽车产业在快速发展,加气网点的不足使得不少企业、车主望而却步,严重影响天然气汽车的推广普及。
3.2 车用天然气价格上涨
国内外经验表明,天然气的价格政策是推广天然气汽车的关键所在。车用天然气的价格形成为参照汽柴油价格而来,相对于管道气而言,市场化属性较高。近年来车用天然气价格不断上涨,导致一些政府管理部门、车主和相关企业对推广天然气汽车产生疑虑、甚至观望等待。2013年7月,新的天然气价格体系开始实施。新的价格体系规定使得非居民用天然气平均门站价格由1.69元/m3上涨到了1.95元/m3,且液化天然气气源价格放开,由供需双方协商确定。而中石油方面已表示,其所供的所有天然气液化项目原料气价或将执行项目所在省非居民增量气最高门站价格。若按照中石油的方案实行推价,则陆上LNG工厂气源价格将会大涨(最高涨幅可达1400元/t),进而导致LNG出厂价将提高10%~30%,势必对车用LNG价格产生较大影响;CNG由于用气执行门站价,即使是以存量气价格最高上涨幅度0.4元/m3计算,车用天然气的价格仍然处于成品油价格60%的合理位置,所以预计CNG车用价格所受影响不会太大。
如果按照国家发改委2011年的通知,以与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,按照这个比例计算,天然气汽车降低燃料成本的空间,出租车为20%~25%,而公交车和城际客货车为5%~10%。由于天然气公交车和城际客货车的价格一般比燃油车价格高出6~10万元,在燃料成本降低只有5%~10%的情况下,公交车和城际客货运输车辆使用天然气已经基本上没有成本优势可言。鉴于目前天然气汽车的价格成本远高于燃油车,车用天然气的价格与柴油的比价原则应不高于0.6,如果全面按照不低于0.75的比价策略实施,按照目前的车辆技术水平(主要是气耗水平),我国天然气汽车的发展将会减缓,不利于市场的培育。
另环保部2013年1月的新规定要求:所有气体燃料点燃式发动机与汽车必须符合国五标准的要求。污染物排放标准上提高了,汽车发动机的成本会增加0.5~1万元,天然气汽车的价格也将会相应提高,这一政策更使得天然气汽车的成本优势进一步降低,竞争力进一步削弱。
3.3 LNG加注站的建设无序、竞争混乱
在目前加气网点不足,加气难现象普遍的状况下,各地纷纷上马的LNG加气站规划建设则呈现出一种混乱、无序的状态,行业发展有待规范。投资建设LNG加注站的企业除三大油、大型燃气公司外,天然气液化工厂、少数拥有中型客车、公交、重卡等LNG汽车的经营企业也纷纷开始加入这一行列。近两年国产LNG项目频繁上马,行业竞争压力渐显,尤其是在春秋传统天然气消费淡季,LNG甚至出现过剩;为了稳定销售,最好的办法就是建立一体化下游,因此投资建设LNG加注站成为LNG工厂的首选。但是正由于今年LNG加注站扩张迅猛,陕西、内蒙、山东、新疆的部分地区出现站与车数量不匹配,供需失衡的现象,许多地区加气站鲜有车辆来加气,建站方亏损严重,而附近新的加注站却仍在大肆规划中,导致了重复建设,无序竞争。因此预计在不远的将来,LNG加注站的建设经营将面临一轮重新洗牌,行业内将会迎来一次整合、淘汰,之后逐步建立起规范、有序的加注网络市场。
总体来看,天然气汽车产业发展潜力巨大,已经初具规模,仍需加大力度。可以预见,天然气汽车必将在中国汽车工业从传统汽、柴油走向新能源动力的过渡期内扮演重要角色。中国在推动天然气汽车产业进一步健康快速发展过程中,一方面应维持油气合理比价关系,保持天然气汽车的经济性优势;另一方面国家需加大鼓励和推动天然气汽车技术研发的力度并尽快制定出《天然气汽车气耗标准》,规定符合标准的汽车才可投入使用,强制降低车辆气耗,增强天然气汽车的经济性来积极应对气价调整,充分发掘和发挥出天然气汽车的比较优势。在加气站建设方面要尽早规划、统一协调、规范发展,加大加气站和加气网络的密度,推广油气合建加注站,节约土地资源;各地政府应结合当地实际进一步出台相关鼓励政策,切实促进天然气汽车的普及推广。
本文在详细分析了天然气作为汽车替代燃料的优点的基础上,着重对车用LNG这一领域进行了研究,对LNG汽车市场目前的发展状况进行了总结,对我国车用LNG市场未来一段时间的发展趋势做以预测,剖析了该行业发展存在的几个问题,并就行业健康发展提出合理建议,具有一定借鉴和指导意义。
Developing Trend and Status Research on LNG Automobile in China
Sinopec Natural Gas Company Luo Shuai Kong Jun Zhang Longhuan
The LNG vehicle has been paid attention to for the advantage of economics and high energy density, and has become a high-end market. The paper introduces the advantages of LNG vehicles, the developing trend and status, the problems met in the process, and puts forward some rational proposes.
LNG, natural gas automobile, environmental protection, alternative energy, gas station