探索我国交通替代燃料发展路线图
2014-02-27田野
□ 文/本刊记者 田野
探索我国交通替代燃料发展路线图
□ 文/本刊记者 田野
今年以来,国家相关部门在新能源汽车行业出台多个扶持政策,业内认为,新政频频出台有望刺激新能源汽车的市场需求。
交通
交通运输、仓储
邮政业能源消费
国家首批新燃料汽车试点城市名单。
9月17日,交通部发布了《关于加快新能源汽车推广应用的实施意见(征求意见稿)》,提出至2020年,新能源汽车在城市公交、出租汽车和城市物流配送等领域的总量达30万辆。今年以来,国家相关部门在新能源汽车行业出台多个扶持政策,业内认为,新政频频出台有望刺激新能源汽车的市场需求。
交通替代燃料本来就是公众热议话题,随着发改委、交通部、能源局、科技部等部委联手推出利好政策,而使这一话题变成媒体关注的焦点。为此,本刊记者走访相关专家学者,就我国目前交通能源利用现状、主要替代燃料技术经济性对比,以及我国替代燃料发展路线图等问题进行采访。
记者:我国交通能源利用现状怎样?交通运输、仓储和邮政业能源消费主要包括哪些?占比是多少?
韩文科(国家发改委能源所所长):根据国家统计局“国民经济行业分类注释”,交通运输、仓储和邮政业共包括铁路运输业、道路运输业、城市公共交通业、水上运输业、航空运输业、管道运输业、装卸搬运及其他运输服务业、仓储业和邮政业9大类。2013年,该领域能源消费量占全国能源消费总量的9.2%,其中石油消费量1.78亿吨,占全国石油消费总量的38.3%。其能源消费特点主要表现在以下几个方面:
一是占能源消费总量呈上升趋势。2000年-2013年,我国能源消费总量从14.55亿吨标准煤增至35.8亿吨标准煤,年均增长8.6%;同期交通运输、仓储和邮政业能源消费量从1.12亿吨标准煤增至2.98亿吨标准煤,年均增长9.7%,占全国能源消费总量的比重从7.7%升至9.2%。2013年,我国汽油消费量的46.6%、煤油消费量的91.6%、柴油消费量的62.7%和燃料油消费量的38.7%均用于交通运输、仓储和邮政业,而如果将民用车船燃料都视为更广义的交通能源,可以涵盖汽油消费量的90%以上。
二是交通运输、仓储和邮政业能源强度居高不下。与其他多数行业不同,我国交通运输、仓储和邮政业能源消费强度长期处于较高水平。按照名义价格计算,2013年我国GDP能耗为0.746吨标准煤/万元,其中交通运输、仓储和邮政业万元增加值能耗为1.341吨标准煤/万元,工业增加值能耗为1.378吨标准煤/万元。按照2000年不变价格计算,2000年-2013年我国万元GDP能耗下降了19.8%,工业增加值能耗下降了27%,而交通运输、仓储和邮政业万元增加值能耗仅下降了2%。按照目前趋势,2015年交通运输、仓储和邮政业将取代工业,成为我国能源消费强度最高的行业。
三是交通燃料消费以石油为主。2013年,我国交通运输、仓储和邮政业能源消费主要包括:柴油9685万吨,占比高达57.4%;汽油3474万吨,占比19.8%;煤油1746万吨,占比10.2%;燃料油1445万吨,占比8.3%;天然气118亿立方米,占比6.1%;液化天然气157万吨,占比1.8%;电力858亿千瓦小时,占比4.9%;煤炭656万吨,占比2.2%。各类石油产品合计占交通运输、仓储和邮政业能源消费总量的89.7%,远超其他各类燃料。
四是替代能源快速发展。2000年-2013年,我国交通运输、仓储和邮政业天然气消费量年均增长29.4%,远高于同期该行业能源消费总量,以及各类油品消费量增速。按照这一趋势,天然气将很快超过燃料油和煤油,成为仅次于柴油和汽油的第三大交通燃料。
记者:交通替代燃料的发展,需要同时满足经济(燃料费用和使用成本)、环保(污染物排放)、便捷(储运过程、车辆改装、续航里程、燃料补充等)、可靠(资源丰富、供应稳定)和安全(毒性、腐蚀性、易燃易爆性等)五个基本条件。如何通过不同燃料技术经济对比分析,寻找我国替代燃料发展路线图?
黄永和(中国汽车技术研究中心汽车技术情报研究所总工程师):从经济性角度看,天然气和燃料甲醇明显占优,生物燃料乙醇和电动汽车则相对较差;从环保角度看,电动汽车最为理想,而随着车辆尾气排放标准的不断提高,汽柴油与各类替代燃料的差距不断缩小;从资源可靠性看,电能和燃料甲醇的供应潜力最大,生物燃料乙醇则受“与人争粮、与粮争地”的影响有所制约;从便捷性看,目前的技术水平下电动汽车的推广使用仍然十分不便;从安全角度分析,CNG汽车和燃料甲醇的推广可能会受到一定阻力。
目前我国主要能源终端价格不同地区差异较大,仅从单位热值价格比较,天然气成本要明显低于其他各类车用燃料。以市场化程度较高的上海市和资源富集的西安市为例,车用CNG(压缩天然气)价格分别为5.1元/立方米和3.55元/立方米。从全国平均看,车用CNG价格与汽油的比价仅为0.48,与柴油比价为0.52;车用LNG(液化天然气)价格与柴油的比价为0.64。以此计算,天然气汽车可以比燃油车节省15%-40%的燃料费用,因此尽管其购置和改装成本相对偏高,但天然气出租车仅需半年时间即可收回成本,天然气公交车和天然气货车的成本回收期也可以控制在3年以内。使用燃料甲醇的汽车由于改造成本低,经济效益十分可观。但生物燃料乙醇的经济性明显较差,从诞生之初便享受国家的大量财税优惠政策,随着优惠政策的到期,其经济性将明显受到影响。
电能的单位热值价格略高于天然气,但考虑电动机效率远高于内燃机,其实际燃料成本要远低于其他各类能源。不过,考虑电动车电池成本(高达整车购置价格的50%),其实际使用成本要远高于燃油和燃气汽车。在铁路运输方面,电力机车则全面超越内燃机车,2013年国家铁路内燃机车每万吨千米耗油26.8公斤,电力机车每万吨公里耗电102.1千瓦时,后者能量效率是前者的3倍,燃料成本也仅为前者的50%。
李俊峰(国家发改委国家气侯战略中心主任):除了成本和环境两个方面因素外,还有其他因素影响着交通替代燃料的推广和应用。例如甲烷的辛烷值高、抗爆性好,天然气汽车的发动机噪声明显低于燃油车;但CNG为高压易燃易爆气体,使用的危险性较高,能量密度也相对偏低,导致续航里程短、动力差;而LNG因其低温常压液态的属性,安全性高于成品油,能量密度也与其十分接近,作为重型车燃料更具优势,同时还适用于极端低温环境。
燃料甲醇的最大优势在于资源丰富,无论是国内的煤质甲醇还是国外的天然气制甲醇,都有可靠的原料保障,同时兼具较大的成本优势。但燃料甲醇存在挥发性、毒性、腐蚀性、饱和蒸汽压低和汽化潜热高等缺点,易出现液相分离、高温气阻、低温冷启动困难和油路腐蚀等问题,导致其市场认可度低。在电能方面,由于电源技术尚无法满足商业化的性能与成本要求,大规模配套基础设施需要系统筹划和巨额投资,目前发展仍处于示范应用阶段。但在铁路运输方面,电能的优势则得到了突出的体现,甚至对民航业产生巨大影响。统计显示,2013年电力机车万吨公里耗电仅为102.1千瓦时(按热功当量法计算约合12.5千克标准煤,按发电煤耗费计算约合33.7千克标准煤),内燃机车万吨公里耗油26.8千克(约合39.1千克标准煤),而民航的万吨公里油耗则高达2851千克(约合4195千克标准煤),是前两者的上百倍。
韩文科:目前国内交通运输领域应用较为广泛的替代燃料主要包括天然气、电能、燃料甲醇、燃料乙醇和煤制油等。
得益于汽车成熟、燃料成本低和环境友好等方面的巨大优势,近10年来我国天然气汽车数量呈爆发式增长,从2000年的1万辆增至2012年的150万辆,其中LNG汽车7万辆;加气站总数2784家,其中637家为LNG加气站。天然气汽车高速发展的重要原因之一是天然气供应商、消费者和地方政府都能从中受益且投入有限。对于天然气供应企业而言,车用CNG是国内分类零售限价中最高的一类,而LNG则实现了完全由市场定价,利润明显高于其他应用领域;对于车辆使用者而言,天然气燃料成本大幅低于成品油,增加的购置或改装费用也能够在较短时间收回,经济效益显著;对于地方政府而言,天然气汽车清洁环保、价格低廉,也是解决城市大气污染的重要途径之一。
当然,未来天然气汽车的发展也面临一定的挑战,目前以价格和资源方面的问题最为突出。2013年,我国天然气对外依存度超过30%,进口气价格明显高于当地门站价,导致企业巨额亏损,严重影响了供应商的积极性和供应的可靠性。
燃料乙醇生产成本较高,国家对该行业给予了大量财税优惠政策,不仅免征5%的消费税,且增值税、土地有偿使用部分先征后返,用作生产原料的陈化粮享受补贴政策,乙醇汽油也与普通汽油同价,一度吸引大量资本进入该产业。但经过几年的集中消化后,粮食系统陈化粮供应达到极限,部分企业新粮使用比例甚至高达80%。除了成本和资源等方面的因素外,燃料乙醇的市场接受度也不高,还给流通环节造成了诸多不便。目前国内甲醇产能从2005年的720万吨增至2012年的5149万吨,但表观消费量仅为3622万吨,业界希望通过发展甲醇燃料来缓解产能过剩问题。
黄永和:尽管燃料甲醇资源丰富、价格低廉,但未来发展仍面临重重阻力。首先是燃料甲醇的腐蚀性、热值低、高温气阻和冷启动困难等缺点导致其市场推广阻力大;其次是国内燃料甲醇品种繁多、添加剂和组分油使用混乱、掺混比例不一,相关标准缺失,市场监管缺位,亟待整顿规范。
燃料甲醇的开发及应用始于20世纪70年代,从替代能源的角度考虑,德、美、日等国先后进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发,但由于毒性、腐蚀性等问题均放弃了燃料甲醇路线。参考借鉴燃料甲醇在欧美市场遭受的挫折,我们认为其在国内的发展空间也相对有限,目前多数情况下只能出现在非正规的调和油市场,除非依靠政府的强力支持,才有可能在专用汽车或公共交通等领域实现一定突破。总体看,随着成品油市场监管力度的加强,燃料甲醇市场可能会出现需求萎缩,现有400万吨/年的销量已经接近极限。
记者:替代燃料的健康发展需要政策支持,但关键在于好的商业模式,如何在平等竞争的环境下,让市场发挥资源配置的决定性作用,形成商品和要素自由流动、平等交换的现代市场体系?
李俊峰:在现有的经济和技术条件下,未来相当长的一段时间内石油仍将是主要交通燃料,同时天然气、燃料甲醇、燃料乙醇、电能等替代燃料也将发挥十分重要和有益的补充作用,其中以天然气和电能的潜力最大,燃料甲醇、燃料乙醇也有一定的发展空间,但均需要解决一些政策和制度方面的问题。建议政府明确天然气、电能、燃料乙醇和燃料甲醇的优先次序,以市场化为基本原则推动各产业的健康可持续发展。
一是不搞封闭市场,让消费者自主选择。建议取消燃料乙醇封闭运行和异质同价的不合理政策,允许市场同时销售不同类型的汽油,将选择权交还给消费者。对于确需政府扶持的替代燃料产业,应细分市场、突出重点,可以在公共服务属性较强的公共交通、专用车辆和物流车队等领域示范推广。
二是完善燃料价格体系及车辆税费政策。目前替代燃料相对成品油价格优势的很大一部分,在于不被征收消费税,有的反而还享受着燃油税补贴政策。随着替代燃料规模的不断扩大,对总税额的影响也相应提高,应考虑择机适度征收消费税的问题。参考欧洲国家经验,汽柴油消费税的水平和结构也有一定的优化调整空间。
三是加大监管力度,维护市场竞争秩序。市场自由注重的是效率,市场秩序强调的则是公平。交通替代燃料对于多数人而言尚属于新生事物,很小的负面事件也有可能对其长远发展造成致命影响。因此,首先应从国家层面制定系统完善的标准规范和规章制度;其次要明确落实责任,加强生产过程中的环境监管和流通环节的质量、计量、安全监管。
四是重点补贴技术研发而非生产销售环节。无论是早期的燃料乙醇,还是近年快速发展的太阳能光伏发电和风电产业,背后都是政府对可再生能源的巨额补贴。而过分依赖补贴发展的替代燃料生产和销售企业,其核心技术研发创新的动力也往往会逐渐弱化,从而违背了政策的初衷。
五是合理规划布局,完善基础网络设施。应将加气站/加注站/充电站作为重要的公共基础设施,统筹规划、合理布局,并给予适当政策优惠;简化、加快审批流程,完善标准、制度,鼓励在合适的条件下使用撬装和流动服务设施。