甲醇柴油双燃料重型货车推广及价值研究

廉蓉，朱维娜，肖城，胡志权，潘凌云



甲醇柴油双燃料重型货车推广及价值研究

廉蓉，朱维娜，肖城，胡志权，潘凌云

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

甲醇作为一种替代燃料在汽车上的应用已得到证实。甲醇柴油双燃料重型货车是否具备商业化推广条件，需要从多方面获得支持，其中车辆价值是重要因素之一。文章从国家政策、市场环境、技术条件方面分析了车辆推广的外部条件，并且以运营收益为主要对象研究了车辆的价值模型，得出车辆具备经济性优势的条件，为甲醇柴油双燃料重型货车的推广提供了借鉴。

甲醇柴油双燃料；推广条件；价值模型；经济性

概述

自20世纪以来，我国重型货车的燃料主要以柴油为主。20世纪末，随着石油供需的日趋紧张，我国战略性的提出要发展替代燃料汽车，以缓解石油紧缺带来的对我国工业经济发展的制约。在天然气、生物质燃料、甲醇、二甲醚等众多替代燃料中，天然气逐步成为替代燃料中的主力被广泛应用，天然气重型货车的研发应用也为其他替代燃料汽车的开发积累了经验。

然而，随着我国天然气需求量的增加，我国的能源战略随之调整。2006年国家发改委工业司《我国醇醚燃料及醇醚清洁汽车发展专题报告》将煤基甲醇作为今后20-30年过渡性车用替代燃料。国家工信部发布《关于开展甲醇汽车试点工作的通知》，更为甲醇汽车商业化应用提供了政策支持与发展环境。通过理论及实践的验证，甲醇柴油双燃料是适合在重型货车上应用的燃料类型。以下将对甲醇柴油双燃料重型货车的推广条件及价值模型进行简要分析，为其商业化应用提供依据。

1 甲醇柴油双燃料重型货车的推广条件

1.1 国家能源政策支持

我国石油资源相对短缺，煤炭资源丰富。随着社会经济的发展，我国的石油需求量将会越来越大，需避免因石油的高度依赖给我国带来的能源安全威胁。而提高对煤炭的高效利用，适度发展煤炭深加工产业，既是国家能源战略技术储备和产能储备的需要，也是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。

煤制甲醇是煤炭深加工产业之一，也是甲醇来源中最主要的途径。“十二五”以来，我国甲醇产能、产量和消费量迅速增长，均居世界首位，已成为世界甲醇大国。甲醇产业“十三五”规划提出，“到2020年，预计我国甲醇需求量约为8600万吨，甲醇产能应达到9200万吨。”

我国丰富的煤炭储量、煤炭深加工产业的发展，以及需求端的拉动，保障了甲醇的稳定供给。

1.2 甲醇燃料供给的市场条件

从2017年统计到的甲醇需求占比来看，甲醇燃料的需求占比高达14%，已经超过甲醛成为继甲醇制烯烃后的第二大需求，预估年消费量在740万吨以上。甲醇燃料主要涉及甲醇锅炉、甲醇汽油、船用燃料、锅炉燃气灶等。

图1 甲醇需求占比

甲醇生产的三种途径中，煤制甲醇产能最大，占比70%以上，其成本主要受煤价影响；天然气制甲醇受到政策限制且与天然气价格关联；焦炉气制甲醇开工率不高。市场上煤制甲醇的供应与价格都相对稳定。

甲醇价格受供需关系影响，在不同区域市场价格有所不同。总体来说，西北地区市场较为便宜，下游华北、华东地区价格较高。因此，在内蒙、陕西、山西、河南等地区，当前甲醇市场价格区间为2700-3400元/吨，在该地区发展甲醇商用车，为车辆经济性提供了条件。而对于甲醇生产企业运营的运输车辆，可获得更低的燃料成本，经济性更具优势。

图2 近年甲醇市场价格走势

甲醇燃料加注站的数量远远不及天然气、柴油加注站，且分布较为集中，一是“四省一市”试点地区的加注站较为充足，二是以企业建站形式对固定线路的车辆进行燃料供给。因此，现阶段发展甲醇柴油双燃料重型货车宜采用以点带面的形式进行推广。

图3 2017年甲醇、天然气、柴油加注站保有量

1.3 甲醇柴油双燃料重型货车具备的技术条件

一直以来，甲醇汽车低温启动以及甲醇供给系统的可靠性方面存在技术瓶颈。纯甲醇燃料在10℃以下冷启动困难。供给系统的难题在于甲醇的腐蚀性，比如车辆的油箱、滤清器、油泵、油路等，有金属件、塑料件、橡胶件，甲醇对这些材质都有一定程度的腐蚀性。

经过多年的攻坚克难，企业已经可以生产耐醇商用车零部件。甲醇商用车低温启动问题也得到很好的解决[1]。天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室姚春德教授领衔的内燃机替代燃料创新团队，其研究的柴油甲醇组合燃烧技术（DMCC）”，发动机用纯柴油起动，热机后采用双燃料方式工作，其特点是，甲醇进气管喷入、柴油引燃甲醇混合气、柴油甲醇实时最优配比，解决了甲醇难压燃和冷启动以及甲醇与柴油不相溶、甲醇蒸发性差的难题[2][3]。

2017年，“四省一市”甲醇汽车试点相继通过专家验收，探究及掌握了高比例甲醇汽车在启动、加速时间、爬坡、噪声、燃料消耗、排放污染物以及发动机可靠性等方面的第一手数据，为甲醇汽车产业发展提供了理论基础与实际验证[4]。

2 甲醇柴油双燃料重型货车价值模型建立与分析

本文所述重型货车价值仅为车辆运营收益。根据《机动车强制报废标准规定》，重型货车的使用年限为15年；而根据市场统计，一般客户在使用5-7年便会更换车辆。因此两年内车辆能够为客户带来的运营收益，将直接刺激客户的购买意愿。

运用收益为运营收入与运营支出的差值。运营收入包含配送费用、二手车残值；运营支出包含购车成本、使用成本、维护成本及处置成本。

图4 运营收益构成图

甲醇柴油双燃料车与柴油车运营收益对比在如下条件下进行：

①两种车型运行工况为长途标载高速，总质量49吨，行驶相同路线，里程均为20万公里；

②两种车辆运营收入相同。该条件基于双燃料车型与柴油车整备质量相同，车辆载重相同，获得的运费收入相同；

③两种车型的发动机热效率相同。在理论上甲醇燃料含氧特性，燃烧快速充分，可有效提高发动机的热效率。姚春德教授团队研究结果，双燃料发动机相比于柴油机燃烧效率提高了8.7%。为化简计算，忽略发动机热效率差异；

④双燃料车比柴油车购车成本增加1万元，两种车型的维护成本相同。双燃料车与柴油车差异在于发动机与供给系统；

⑤两种车型车辆残值相同。该条件对两年内运营收益计算无影响；

⑥尿素消耗费用相同。工程车间隔2-3万公里，公路车间隔8-9万公里，喷2L尿素，尿素消耗差异可忽略不计；

⑦以甲醇价格2.80元/L，柴油价格7.80元/L进行计算。

按建立的价值模型分析得出：

（1）甲醇价格2.80元/L，柴油价格7.80元/L时，双燃料车较柴油车百公里运营成本节省48.5元，首年多收益8.7万元，两年多收益18.4万元；

（2）在影响双燃料车运营成本因素中，燃料使用成本占到运营成本的50%以上，是最主要的影响构成，燃料价格是最主要的影响因素；

（3）当柴油价格低于5.2元/L（甲醇价格维持在2.8元/L），或甲醇价格高于4.2元/L（柴油价格维持在7.8元/L）时，甲醇柴油双燃料车不具备经济性优势；

（4）甲醇柴油双燃料车具备经济性优势的情况下，年行驶里程越长，优势越明显。

3 结论

（1）政策方面，国家能源政策支持和引导发展甲醇汽车；市场方面，甲醇燃料市场为甲醇汽车提供足够的能源保障，甲醇价格优势为甲醇汽车推广提供重要动力；技术方面，甲醇汽车技术的成熟为甲醇汽车商业化提供内在支撑。

（2）通过建立甲醇柴油双燃料重型货车价值模型，分析得出柴油及甲醇价格是影响车辆运营收益最主要的影响因素。在边界条件内，甲醇柴油双燃料重型货车相比柴油车具备经济性优势。

[1] 艾崇,姚春德.我国甲醇汽车发展现状及思考[J].科技视界,2017(6): 277.

[2] 王斌,姚安仁,姚春德,等. 柴油喷射压力对柴油/甲醇二元燃料发动机燃烧和排放影响的试验研究[J].内燃机工程, 2017 38(3):23- 28.

[3] 姚春德,刘美娟,王斌,等.固定柴油引燃量时不同甲醇替代率对DMCC发动机着火与燃烧特性的影响[J].汽车安全与节能学报, 2016 7(4):420-426.

[4] 马志义,陈昊,李阳阳.陕西省车用甲醇燃料的政策体系与研究现状[J].汽车实用技术, 2012 (12):43-46.

Research on promotion and value of DMCC heavy-duty trucks

Lian Rong, Zhu Weina, Xiao Cheng, Hu Zhiquan, Pan Lingyun

( Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

The use of methanol as an alternative fuel in automobiles has been proven. Whether DMCC heavy-duty trucks have commercial promotion conditions need to be supported in many aspects, and vehicle value is one of the important factors. This paper analyzes the external conditions of vehicle promotion from the aspects of national policy, market environment and technical conditions, and studies the value model of the vehicle with the operating income as the main object, and obtains the conditions for the vehicle to have economic advantages. The above provides a reference for the promotion of DMCC heavy-duty trucks.

DMCC; promotion conditions; value model; economic

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1671-7988(2019)03-10-03

U462

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廉蓉（1983-），女，就职于陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，从事替代燃料重卡研究开发工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.003